Scala和C++11的类型推断有何不同？

Question

我很好奇Scala和C++11的类型推断之间有何不同。在哪些情况下，我必须在其中一种语言中指定类型，而在另一种语言中则不需要？其中一个区别似乎是函数的返回类型，在C++11中始终需要指定，尽管decltype和使用尾随返回类型的新函数语法允许指定推断类型。

- Frank S. Thomas

Answer 1

C++无法推断这样的匿名函数：

// this wont work*
void somefunc(std::vector<int>& v) 
{
    std::for_each(v.begin(), v.end(), [](auto &x) { x++; });
}
//                                        /\
//                                         ------ I want this to be infered

相比之下，Scala 能够:

def somefunc(v: Vector[Int]) = v.map(x => x +1)

*我不确定我是否正确处理了C++代码语法，我并不是贬低这门语言，但它真的很难懂。如果我犯了错误，请纠正我。

- om-nom-nom

---

您正在比较一个向量上的方法调用和一个函数。相当的Scala方法应该是map(v, x => x + 1)（具有适当的map方法）。在这种情况下，Scala的推断也失败了。但是，这样可以工作：map(v)(x => x + 1)。 - Debilski

@Debilski 此外，如果我们谈论精确比较：Scala版本创建一个新的集合（并按值接受向量），而C++版本则在原地更新向量。 - om-nom-nom

但这里的重点是类型推断的差异 - 而不是集合如何工作。我认为完全有可能对比类型推断，只是你提供的例子给人留下了错误的印象。 - Debilski

在C++示例中，x的类型可以通过decltype(*v.begin())指定，参见：https://dev59.com/8W025IYBdhLWcg3w76hq#5713038 但这也不是类型推断... - Frank S. Thomas

@Grozz，你真的让我惊讶了。在Scala中有没有通过引用将值传递给函数的可能性？而map会创建新的集合。如果你不相信我，请尝试运行这段代码val oldC = (1 to 10).toList; val newC = oldC.map(_+1);并查看map后oldC的值是多少。 - om-nom-nom

Answer 2

实际上，与成熟的语言相比，C++推断语法非常简单。

函数式语言通常采用接近于Hindley/Milner的语法，这种语法非常接近解决方程系统，并允许在等号两侧具有未知量。

相反，C++期望能够知道任何内部表达式的类型，并从此推导出外部表达式的类型。它是一种严格的单向推断，意味着：

auto x = foo(1, 2);

只要存在一个接受整数并返回非空值的foo，它就可以像预期的那样工作。然而，正如om-nom-nom所演示的那样：

foo(1, [](auto x) { ++x; });

这样做是行不通的，因为你不能倒退并使用所谓的foo类型来推断lambda表达式的类型。

原因在于C++使用函数重载，这意味着可能存在多个foo的定义，并且您实际上需要知道参数的类型才能选择正确的函数。由于通常情况下上述表达式是无法确定的，因此即使在有限的情况下可以允许它，也被禁止以避免未来维护困难和人们永远不知道何时可以使用它或不能使用它。

- Matthieu M.

---

为了对比C++11和Scala：Scala也支持方法重载（并且不使用Hindley-Milner类型推导）。 - Debilski

@MatthieuM。Scala具有子类型，这使得其类型系统更加强大，但相应地使其推断能力较弱。（Haskell没有子类型，除非您在typeclasses上计算超类约束） - Dan Burton

是吗？我认为不是。C++类型推断是存在的最简单的推断方式。它很有用，但与Hindley/Milner相比确实过于简单。 - Matthieu M.

是的，这很简单。不，"成熟"并不意味着复杂。正如@Debilski已经指出的那样，Scala也不支持Hindley-Milner。 - Jerry Coffin

相比于其他“成熟”语言，你说 C++ 的推断机制很简单，但是你用来证明这一点的语法：foo(1, [](auto x) { ++x; }); 已经广为人知，并且 C++ 的推断机制不需要额外的复杂性来处理它。你现在可以准确地表达这个 lambda 的意思，C++ 可以很好地处理它。 - bames53