F# 通用编程 - 使用成员

Question

假设我有一组支持给定成员函数的类型，例如下面的Property成员：

type FooA = {...} with

    member this.Property = ...

type FooB = {...} with

    member this.Property = ...

假设成员属性为每种类型返回一个整数。现在，我想编写一个通用函数，可以执行以下操作：

let sum (a: 'T) (b: 'U) = a.Property + b.Property

我习惯用C++编写以下内容：

template<typename T, typename U>
int sum(T a, U b)
{
    return a.Property + b.Property;
}

在F#中，等效的实现方式是什么？

- Allan

Answer 1

在F#中可以做到这一点，但这并不是惯用的做法：

let inline sum a b = (^T : (member Property : int) a) + (^U : (member Property : int) b)

一般来说，.NET泛型与C++模板非常不同，因此在尝试在F#中模拟C++之前，最好先了解它们的区别。一般的.NET哲学是通过名义类型而不是结构类型定义操作。在您的示例中，您可以定义一个公开Property属性的接口，您的两个类实现该接口，然后您的sum函数将采用该接口的实例。

有关F#泛型的更多信息，请参见http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd233215.aspx;有关.NET泛型与C++模板的简要比较，请参见http://blogs.msdn.com/b/branbray/archive/2003/11/19/51023.aspx（或者在Google中搜索“.NET generics C++ templates”时出现的任何内容）。

- kvb

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它可能不是惯用语，但它确实非常方便。例如，我使用它来轻松访问在XElement和XAttribute上定义的所有方便的显式转换运算符：let inline xval (x : ^a when ^a :> XObject) : ^b = ((^a or ^b) : (static member op_Explicit : ^a -> ^b) x) 然后我可以像这样做：let foo:int = xval myElement - Joel Mueller

谢谢。虽然比C++版本更冗长，但它可以工作。我在哪里可以学习有关F#中的泛型的更多知识？ - Allan

@Allan - 我已经编辑了我的答案，添加了一些进一步阅读的链接。 - kvb

令人爆炸的语法。我喜欢 f#! - Rustam

Answer 2

我认为在这种情况下（即使是在F#中），清晰的方法是使用基本的面向对象编程，并定义一个接口，其中包含您需要的成员（例如Property）：

type IHasProperty =
  abstract Property : int

请注意，F#推断我们正在声明一个接口，因为它只有抽象成员而没有构造函数。然后您可以在自己的类型中实现该接口：

type FooA = {...} 
  interface IHasProperty with
    member this.Property = ... 

type FooB = {...} 
  interface IHasProperty with
    member this.Property = ... 

值得一提的是，任何F#类型（包括记录、辨别联合和当然类）都可以实现接口。现在，通用函数只需要接受两个IHasProperty类型的参数即可：

let sum (a: IHasProperty) (b: IHasProperty) = a.Property + b.Property 

在这种情况下，您甚至不需要泛型，但是泛型也可以通过接口执行几个技巧 - 您可以要求类型参数T实现某些指定的接口，但是在此情况下不需要，因为当您编写sum f1 f2时，F#将自动将类似FooA的类型参数转换为接口。

在F#中使用不可变的接口和类型通常是非常明智的选择。可能有一个“更加函数式”的解决方案来解决您的问题，但这需要更多的上下文信息。

- Tomas Petricek

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如果我不能改变代码怎么办？也就是说，类型已经实现了成员属性而不使用接口。这不是我的情况，只是好奇。 - Allan

@Allan：在这种情况下，唯一的选择可能是使用kvb建议的静态成员约束。 - Tomas Petricek

例如，在一个线性代数库中，我可以有许多种矩阵（如密集矩阵、稀疏矩阵、带状矩阵等）。在C++中，我会使用模板编写算术运算，以便适用于这些矩阵中的任何一种。例如，对于加法函数，我需要该类型提供成员运算符(i,j)来访问矩阵条目i,j。 - Allan

Answer 3

C++模板大致使用一种“结构静态子类型”关系（有些类似于“鸭子类型”），而.NET泛型使用名义子类型。正如@kvb所说，您可以通过在F＃中使用inline和静态成员约束来模拟C++的东西，但要非常小心。还有其他几种表达类似关系的方式; @Tomas展示了其中一种（面向对象子类型化），另一种是传递一个方法字典（该字典知道如何从一组固定类型中投影出.Property）。 （如果这是Haskell，则可以使用类型类。）

- Brian