F#中最接近Haskell GADTs和typeclasses的东西是什么？

Question

F#是一种具有面向对象编程特性的ML语言。它与Haskell的广义代数数据类型和类型类最相近的是什么？

- mcandre

Answer 1

答案取决于您试图解决的问题。 F＃没有类型类和GADT，因此没有直接映射。但是，F＃具有各种机制，您可以使用这些机制来解决通常使用GADT和类型类在Haskell中解决的问题：

• 如果您想表示对象结构并能够添加具有不同行为的新实现，则通常可以使用标准的面向对象和接口。

• 如果您想编写通用数字代码，则可以使用静态成员约束(这里是一个示例)，这可能是技术上与类型类最接近的机制。

• 如果您想编写更高级的通用代码（如通用打印机或解析器），则通常可以使用强大的F＃运行时反射功能。

• 如果您需要通过一组函数（执行代码所需的各种子操作）参数化代码，则可以像@pad显示的那样传递接口的实现。

还有一种方法可以在F#中模拟Haskell类型类，但这通常不是一个惯用的F#解决方案，因为F#编程风格在很多方面与Haskell风格不同。其中一个相当标准的用法是定义重载运算符（请参见此SO答案）。

在元级别上，询问另一种语言中与特定功能X等效的方式通常会导致混乱的讨论，因为X可能被用于解决问题A、B、C，而另一种语言可能提供不同的功能来解决相同的问题（或者某些问题根本不存在）。

- Tomas Petricek

Answer 2

在 F# 中，你经常使用 接口 和 继承 来实现这些目的。

举个例子，这里是一个使用接口和 对象表达式 的简单类型类：

/// Typeclass
type MathOps<'T> =
    abstract member Add : 'T -> 'T -> 'T
    abstract member Mul : 'T -> 'T -> 'T

/// An instance for int
let mathInt = 
    { new MathOps<int> with
       member __.Add x y = x + y
       member __.Mul x y = x * y }

/// An instance for float
let mathFloat = 
    { new MathOps<float> with
       member __.Add x y = x + y
       member __.Mul x y = x * y }

let XtimesYplusZ (ops: MathOps<'T>) x y z =
    ops.Add (ops.Mul x y) z

printfn "%d" (XtimesYplusZ mathInt 3 4 1)
printfn "%f" (XtimesYplusZ mathFloat 3.0 4.0 1.0)

这种方法可能看起来不太美观，但它是一种类似F#的方式。如果你想要更像Haskell的解决方案，可以看看这个不错的答案，它使用了一个操作字典。

- pad

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这个例子有误导性，因为对于数值代码，你可以直接写 let inline XtimesYplusZ x y z = (x * y) + z 然后 XtimesYplusZ 3 4 1 和 XtimesYplusZ 3.0 4.0 1.0 都可以工作。但当然，在不同的情况下，基于你展示的风格的代码将是一种模拟通过操作进行参数化的好方法。我想这就是我所说的在Haskell中解决不同问题的类型类的不同方法。 - Tomas Petricek

是的，我很难找到一个好的例子。我想展示的只是编码风格，而不是数字代码。 - pad

没明白。你只是在使用泛型。 - Leo Cavalcante

@LeoCavalcante，这里有一篇Haskell文章解释了这个想法：http://www.haskellforall.com/2012/05/scrap-your-type-classes.html基本上，你可以将使用类型类的签名（Monad m）=> [m a] -> m [a] 转换为常规值签名 MonadWitness m -> [m a] -> m [a]，并完全绕过类型级编程，只要你愿意显式地传递证明。 - Maximilian Wilson