具有测量单位的 F# 类型与 System.Math答案

【问题标题】：F# types with units of measure vs System.Math具有测量单位的 F# 类型与 System.Math
【发布时间】：2015-04-28 05:18:06
【问题描述】：

我定义了自己的测量单位来表示弧度：

[<Measure>]
type rad

然后我意识到有一个价值，例如float<rad> 类型的许多函数我不能使用 System.Math 中定义的许多函数（因为它们使用“普通”浮点数）

let valueWithUnit = 5.45<rad>
let absValue = Math.Abs valueWithUnit // <--- error!!

我创建了一段幼稚的代码，它允许函数也处理 float<rad> 值：

let liftToRadFunc (f : float -> float) (arg : float<rad>) =
    arg * 1.</rad>
    |> f
    |> (*) 1.<rad>

let result = (liftToRadFunc Math.Abs) valueWithUnit // <--- now works fine

但它的问题是它完全不是通用的。假设我也想引入一个单位来表示学位 - 那么呢？我需要复制代码并将所有单位从“rad”更改为“deg”吗？或者也许有更好的解决方案？

【问题讨论】：

标签： generics f# units-of-measurement

【解决方案1】：

F# 中的core operators 大多是度量单位意识的。例如，abs 使用度量单位并呈现 System.Math.Abs 冗余。

可以根据所使用的单位从问题中概括出函数：

let liftToKeepUnits f (arg : float<'u>) : float<'u> =
    float arg |> f |> LanguagePrimitives.FloatWithMeasure

虽然这只是保留单位，但仅当函数对单位没有影响时才正确。所以我会使用这个提升函数来创建特定的、单元感知的函数，而不是在使用它们的地方提升函数。

根据我的经验，最有用的工具是能够根据度量单位使类型和函数具有通用性。类型推断本身并不总是这样做，但添加度量单位类型注释通常会起到作用。在更复杂的情况下，LanguagePrimitives.FloatWithMeasure 和 LanguagePrimitives.Float32WithMeasure 允许与类型注释一起添加单位，否则会遇到禁止使用通用度量单位参数的非零值的约束。

此外，类型可以具有像这样的度量单位参数：

type MyType<[<Measure>] 'u> ...

在使用所有这些功能时，不知道单位的功能成为例外，在其余情况下手动添加或删除单位不是什么大问题。

【讨论】：