F# 中的类型扩展和成员可见性

Question

F# 具有称为"Type extension" 的功能，它使开发人员能够扩展现有类型。 有两种类型的扩展：内在扩展和可选扩展。第一个类似于 C# 中的部分类型，第二个类似于方法扩展（但更强大）。

要使用内部扩展，我们应该将两个声明放在同一个文件中。在这种情况下，编译器会将两个定义合并为一种最终类型（即这是一种类型的两个“部分”）。

问题在于这两种类型对不同的成员和值有不同的访问规则：

// SampleType.fs
// "Main" declaration
type SampleType(a: int) =
    let f1 = 42
    let func() = 42

    [<DefaultValue>]
    val mutable f2: int
    member private x.f3 = 42
    static member private f4 = 42

    member private this.someMethod() =
        // "Main" declaration has access to all values (a, f1 and func())
        // as well as to all members (f2, f3, f4)
        printf "a: %d, f1: %d, f2: %d, f3: %d, f4: %d, func(): %d"
            a f1 this.f2 this.f3 SampleType.f4 (func())

// "Partial" declaration
type SampleType with

    member private this.anotherMethod() =
        // But "partial" declaration has no access to values (a, f1 and func())
        // and following two lines won't compile
        //printf "a: %d" a
        //printf "f1: %d" f1
        //printf "func(): %d" (func())

        // But has access to private members (f2, f3 and f4)
        printf "f2: %d, f3: %d, f4: %d"
            this.f2 this.f3 SampleType.f4

我阅读了 F# 规范，但没有找到任何想法为什么 F# 编译器区分值和成员声明。

在 F# 规范的 8.6.1.3 section 中说“实例定义定义的函数和值是词法范围（因此隐式私有）到正在定义的对象。”。部分声明可以访问所有私有成员（静态和实例）。我的猜测是，“词法范围”规范的作者专门指的是“主”声明，但这种行为对我来说似乎很奇怪。

问题是：这种行为是故意的，其背后的理由是什么？

Answer 1

我将此问题发送至fsbugsmicrosoft dot com，并得到了 Don Syme 的以下答复：

嗨，谢尔盖，

是的，这种行为是故意的。当您在类范围中使用“let”时，标识符在类型定义上具有词法范围。该值甚至可能不会放在一个字段中——例如，如果一个值没有被任何方法捕获，那么它就成为构造函数的本地值。这种分析是在类本地完成的。

我了解您希望该功能能够像 C# 中的部分类一样工作。然而，它只是不那样工作。

我认为术语“词法范围”应该在规范中更清楚地定义，否则当前的行为也会令其他开发人员感到惊讶。

非常感谢唐的回复！

Answer 2

这是一个很好的问题！正如您所指出的，规范说“局部值是词法作用域到被定义的对象”，但是查看 F# 规范，它实际上并没有定义在这种情况下词法作用域的含义。

如您的示例所示，当前行为是对象定义的词法范围只是主要类型定义（不包括内在扩展）。我对此并不感到惊讶，但我发现其他解释也很有意义......

我认为这样做的一个很好的理由是这两种扩展应该表现相同（尽可能），并且您应该能够根据需要将代码从使用一种重构为使用另一种。这两种类型的区别仅在于它们在封面下的编译方式。如果一种允许访问词法范围而另一种不允许访问，则此属性将被破坏（因为，扩展成员在技术上无法做到这一点）。

也就是说，我认为这可以（至少）在规范中得到澄清。报告此问题的最佳方法是发送电子邮件至fsbugsmicrosoftdotcom。