我可以避免在 F# 中进行这种强制转换吗？

Question

这个问题的上下文是我正在写的光线追踪器。

我有一个 Surface 类型，理想情况下我希望它是 NoSurface 和 Lambertian 继承的抽象基类。

但是，当我有这个层次结构时，我遇到了以下问题：

    let closestIntersection : bool*LineParameter*Surface = 
    match allIntersectionsWithRealSolutions with 
        | [] -> (false,0.0f, NoSurface(0UL,NotHitable(),Material(Vector3.Zero)))
        | x::xs -> List.reduce (fun smallest current -> smallestIntersection smallest current) allIntersectionsWithRealSolutions

这会引发编译器错误，因为它将返回类型绑定到的类型是 NoSurface，即使将类型指定为 Surface。

这解决了问题：

    let closestIntersection : bool*LineParameter*Surface = 
    match allIntersectionsWithRealSolutions with 
        | [] -> (false,0.0f, NoSurface(0UL,NotHitable(),Material(Vector3.Zero)) :> Surface)
        | x::xs -> List.reduce (fun smallest current -> smallestIntersection smallest current) allIntersectionsWithRealSolutions
closestIntersection

但是根据 BenchmarkDotNet，与将 Surface 定义为（非抽象）类并简单地返回它的解决方案相比，演员 :> 花费了我 25 毫秒！

我能否以某种方式避免显式转换并获得所需的 Surface 存在和抽象类层次结构？

Answer 1

您可以尝试使用区分联合来解决相同的问题，因为您使用的是 F#?，这将是更“实用”的方式。虽然我有点确定这种方法可能会慢一些。但是，如果您追求最佳性能，托管语言并不是最好的选择。 在https://fsharpforfunandprofit.com/posts/discriminated-unions/找到一个好的工会解释

这样的。

type Intersectable =
    | Sphere of center:Point3 * radius:float
    | Triangle of v0:Point3 * v1:Point3 * v2:Point3
    | MeshTriangle of faceIndex:int * mesh:Mesh
    | Instance of Intersectable * Matrix.Matrix4x4
    | Plane of normal:Vec3 * pointOnPlane: Point3

共享/通用功能可以通过使用您的函数所作用的通用数据部分来处理，您可能有：

type Shape = {
    geometry: Intersectable
    material: Material }