Standard ML模块系统和OCaml模块系统有何不同（如果有）？

Question

我的问题是标准ML的模块系统和OCaml模块系统之间是否有任何区别？ OCaml是否具有SML拥有的所有functors、ascriptions等支持？

- Dragno

Answer 1

在功能和语义上，SML和OCaml之间存在一些差异。

SML支持的功能但OCaml不支持：

• 透明签名赋值
• 模块级别的let
• 对称共享约束
• 针对类型和值的functor的语法糖

OCaml 4支持的功能但SML不支持：

• 高阶functor
• 递归模块
• 本地模块
• 嵌套签名
• 作为一等公民的模块值
• 一般模块共享(sig with module A = M)
• module type of

然而，一些SML实现提供了这些扩展功能，例如：高阶functors(SML/NJ、Moscow ML、Alice ML)、本地和一等公民模块(Moscow ML、Alice ML)、模块共享(SML/NJ、Alice ML)、嵌套签名(Moscow ML、Alice ML)和递归模块(Moscow ML)。

就语义而言，最大的区别在于类型等价的处理方式，特别是与functor相关的处理方式：

在SML中，functor是生成的，这意味着将相同的functor应用于相同的参数两次总会产生新的类型。

在OCaml中，functor是应用的，这意味着将相同的functor两次应用于完全相同的参数（加上其他语法限制）会产生等效的类型。这种语义更加灵活，但也可能破坏抽象（例如，参见我们在this paper第8节中给出的示例）。

编辑：OCaml 4添加了可选地使functor生成的功能。

OCaml具有纯语法的签名概念，这意味着某些类型等价关系无法通过类型系统表达，并被默默地丢弃。

编辑：考虑以下示例：

module F (X : sig type t end) = struct type u = X.t -> unit type v = X.t end module M = F (struct type t = int end : sig type t end)

M的类型只是sig type u type v end，因此已经失去了其类型u和v之间关系的任何信息，因为通常无法在表面语法中表示它们。

另一个显著的区别是，OCaml的模块类型系统是不可判定的（即，类型检查可能不会终止），这是由于允许抽象签名，而SML不允许。

- Andreas Rossberg

---

我认为你应该抓住机会谈一谈“未来”模块系统，或者更准确地说，在下一次干净的 ML 语言迭代中，这些特性集如何变化，假设“最近”（主要是你的）有关模块系统的研究得到合理的实施。这将使一个非常有趣的答案变得极其有趣。 - gasche

我认为在那个问题上跟风提问是不合适的 ;）。我的个人答案基本上就是我在上面链接的 F-ing 模块论文中所列出的——它以一种干净而（相当）简单的方式涵盖了所有列出的特性（包括生成和应用函子），但不包括递归模块。对于那些，我不太确定。OCaml 的递归模块对我来说过于临时和有限，但是全面的方法最终将导致放弃组成 ML 模块的主要部分之一，正如我们在 MixML 论文中描述的那样。目前还没有定论是否值得这样做。 - Andreas Rossberg

@fedvasu，是的，传统模块出现为特殊情况，但整个系统的性质发生了相当严重的变化。传统的ML模块在本质上非常功能性（例如将函数作为函数器，签名作为类型的自然概念）。MixML方法看起来越来越少功能性，更多地面向对象，包括其中涉及的一些问题（例如更复杂的类似对象的基元，模块作为值和类型的混合角色以及初始化中可观察到的副作用）。问题是，这是一个错误还是一个特性？ ;) - Andreas Rossberg

@fedvasu，这取决于您所指的Odersky的具体陈述。;) 关于足够好的问题：要么根本不使用递归（许多人认为这是更可取的），要么咬紧牙关，走向类似于MixML的整个方向。我见过的所有临时递归模块概念都会引入更多问题和/或过于有限，无法承载其重量，我的看法是如此。 - Andreas Rossberg

@GregoryNisbet，请查看语言定义书的第18页（图18），链接：http://sml-family.org/sml97-defn.pdf。简单来说，形式_funid(dec)_和_funid(spec)_允许您在定义一个函数对象时写成`F(type t)或F(type t; val x:t)`，并且对于函数的应用也是类似的。 - Andreas Rossberg

Answer 2

关于语义学方面，Andreas Rossberg在上面给出了更好、更详细的答案。然而，就语法而言，这个网站可能是您要寻找的内容。

- chris

Answer 3

SML 中还有 abstype 工具，它类似于 datatype 工具，但它隐藏了 datatype 的结构。OCaml 依靠模块抽象来进行必要的隐藏。请注意，this site 没有提到 SML 中的此工具。

- user247114

---

是的，我故意省略了它，因为它被广泛认为是一项过时的功能。它早于基于模块的抽象化。 - Andreas Rossberg