为什么 Scala 的类型推断不如 Haskell 的强大？

Question

Haskell 的类型推断引擎比 Scala 的要强大得多。在 Haskell 中，我很少需要显式编写类型，而在 Scala 中，类型只能在表达式中推断，而不能在方法定义中推断。

例如看下面的Haskell代码sn-p：

size xs = loop xs 0
  where
    loop [] acc = acc
    loop (_ : xs) acc = loop xs (acc+1)

它返回一个列表的大小。 Haskell 编译器可以识别使用了哪些类型以及函数定义是什么。等效的Scala代码：

def size[A]: List[A] => Int = xs => {
  def loop: (List[A], Int) => Int = {
    case (Nil, acc) => acc
    case (_ :: xs, acc) => loop(xs, acc+1)
  }
  loop(xs, 0)
}

或者使用方法定义：

def size[A](xs: List[A]) = {
  def loop(xs: List[A], acc: Int): Int = xs match {
    case Nil => acc
    case _ :: xs => loop(xs, acc+1)
  }
  loop(xs, 0)
}

我的问题是：为什么我不能像下面这样写？

def size = xs => {
  def loop = {
    case (Nil, acc) => acc
    case (_ :: xs, acc) => loop(xs, acc+1)
  }
  loop(xs, 0)
}

再次使用方法定义：

def size(xs) = {
  def loop(xs, acc) = xs match {
    case Nil => acc
    case _ :: xs => loop(xs, acc+1)
  }
  loop(xs, 0)
}

是因为还没有人实现它吗？ Scala 的类型系统是否没有这种情况所需的强大？还是有其他原因？

Answer 1

主要原因是Scala的类型系统允许子类型化，Hindley-Milner type inference algorithm不支持。

Haskell 没有子类型，因此该算法在那里工作得更好，尽管 GHC 支持的许多流行的类型系统扩展会导致类型推断再次失败，迫使您为某些表达式提供显式类型签名。

归根结底，这是类型系统的功能和可以完成的类型推断数量之间的权衡。 Scala 和 Haskell 只是做出了不同的取舍。

Answer 2

我想主要原因已经给出，但我发现 Scala 的创建者 Martin Odersky 的这句话特别有用，

Scala 没有 Hindley/Milner 类型推断的原因是 很难与重载（ ad-hoc 变体，而不是类型类）、记录选择和子类型。 我并不是说不可能——存在许多扩展 合并这些功能；事实上，我对他们中的一些人感到内疚 我。我只是说很难让这项工作在 练习，需要有小类型的表达式，并且很好 错误信息。这也不是一个完结的案例——许多研究人员都 努力突破这里的界限（例如在 Remy's 多边基金）。但现在它是更好的类型推理与 更好地支持这些功能。您可以在两者之间做出权衡 方法。我们想与 Java 集成的事实使天平倾斜 支持子类型化，远离 Hindley/Milner。

来源：Universal Type Inference is a Bad Thing下的评论。

Answer 3

hammar 给出了最大的理由。以下是另外两个：

• Scala 使用类型来解析名称

考虑

def foo(x) = x.a + x.b

Scala 怎么可能推断出参数的类型？它是否应该使用a 和b 字段查找每个类？如果超过1个怎么办？在 Haskell 中

foo x = (a x) + (b x)

记录名称是唯一的，这会带来自己的问题，但这意味着您始终可以推断出所引用的记录类型。

• 例如：case Scala 中的表达式可以是异构的

在 Scala 中，被匹配对象的类型既可以用作匹配的一部分，也可以用来决定应该如何进行匹配。因此，即使case 中的所有构造函数都用于List，您可能想要将列表以外的其他内容传递给它，并让它失败。

Answer 4

另一个不能很好地与 Hindley-Milner 类型推断配合使用的是method overloading，以及默认参数和可变参数等相关功能。这就是为什么很难在 Haskell 中编写 zipWithN 之类的东西（这在 Scala 中是微不足道的）。