op_addition 的静态成员约束

Question

为了学习，我正在尝试使用 pointfree inline 函数重新发明 List.fold、List.reduce 和 List.sum。这是我所拥有的：

let flip f y x = f x y

let rec fold folder seed = function
    | [] -> seed
    | h :: t -> fold folder (folder seed h) t

let inline reduce< ^a when ^a : (static member Zero : ^a) > : 
    (^a -> ^a -> ^a) -> ^a list -> ^a =
    flip fold LanguagePrimitives.GenericZero

let inline sum< ^a when 
            ^a : (static member (+) : ^a * ^a -> ^a) and 
            ^a : (static member Zero : ^a)> : ^a list -> ^a = 
    reduce (+)
           // ^ Compile error here

我知道这种冗长的类型约束在 F# 中并不常用，但我正在努力学习，所以请多多包涵。

我遇到了一个非常神秘的编译错误，我不明白：

Type mismatch. Expecting a
    'a -> 'a -> 'a 
but given a
    'a -> 'b -> 'c     
A type parameter is missing a constraint 'when ( ^a or  ^?269978) : (static member ( + ) :  ^a *  ^?269978 ->  ^?269979)' 
A type parameter is missing a constraint 'when ( ^a or  ^?269978) : (static member ( + ) :  ^a *  ^?269978 ->  ^?269979)' 
val ( + ) : x:'T1 -> y:'T2 -> 'T3 (requires member ( + )) 
Full name: Microsoft.FSharp.Core.Operators.( + ) 
Overloaded addition operator
x: The first parameter. 
y: The second parameter.

我应该添加什么来满足编译器？

Answer 1

我不知道完全按照您的意愿行事的方法，因为我不知道以无点样式调用静态约束的静态成员。请注意，您没有调用^a 的(+) 并且编译器不知道如何解决这个问题...如果您对使用内部辅助函数感到满意，您可以这样做：

let inline sum< ^a
    when ^a : (static member (+) : ^a -> ^a -> ^a) and
         ^a : (static member Zero : ^a) > : ^a list -> ^a =
    let add x y = (^a : (static member (+) : ^a -> ^a -> ^a) (x, y))
    reduce add

注意警告

警告 FS0077：名称为“op_Addition”的成员约束被 F# 编译器赋予特殊状态，因为某些 .NET 类型隐式地使用此成员进行扩充。如果您尝试从自己的代码中调用成员约束，这可能会导致运行时失败。

确实：

sum [1; 2; 3] 导致

System.NotSupportedException：不支持指定的方法。
在 FSI_0005.it@15-1.Invoke(Int32 x, Int32 y) in ...

但是如果你把sum改成：

let inline sum list =
    reduce (+) list

sum [1; 2; 3] // 6

Answer 2

我无益的回答是：不要那样做。内联定义仅用作语法函数，因此您不应该以无点的方式定义它们。例如，比较尝试评估以下三行的结果：

let inline identity = id
let inline identity : ^a -> ^a = id
let inline identity< ^a> : ^a -> ^a = id

只有最后一个编译，（从技术上讲，这是因为它是一个“类型函数”，它基本上是一个在幕后传递一个不可见的 unit 值以允许它被视为通用值的函数）。

但是，如果您坚持以这种方式做事，那么“修复”它的一种方法是使 (+) 不那么通用；默认情况下，参数和返回类型可以是不同的类型，这种灵活性引入的约束是让编译器感到困惑的部分原因。这是一个修复：

let inline reduce< ^a, 'b  when  ^a : (static member Zero : ^a)> : ( ^a -> 'b ->  ^a) -> ('b list ->  ^a) =
    flip fold LanguagePrimitives.GenericZero

let inline (+) (x:^a) (y:^a) = x + y

let inline sum< ^a
                 when ^a : (static member ( + ) :  ^a * ^a -> ^a)
                  and ^a : (static member Zero : ^a)> : ^a list -> ^a =
    reduce (+)

Answer 3

像 Vandroiy 一样，给定的 reduce 函数不能为我编译。我认为你想要的 reduce 函数实际上是：

let inline reduce< ^a when ^a : (static member Zero : ^a) > : ((^a -> ^a -> ^a) -> ^a list -> ^a)  =
    flip fold LanguagePrimitives.GenericZero

这样做我能够复制您给定的错误。

但是，当我将sum 函数更改为使用简单的测试函数进行编译时：

let inline sum< ^a when 
        ^a : (static member Zero : ^a) and
        ^a : (static member (+) : (^a -> ^a -> ^a))  > : ^a list -> ^a = 
    reduce (fun i j -> i)

并尝试调用sum [1..10] 导致The type 'int' does not support the operator 'get_op_Addition'。所以我不确定这种方法是否会奏效。

编辑：感谢 CaringDev 的提示，我修复了 get_op_Addition 错误。这似乎有效。虽然至于为什么，我很困惑，因为'b 只是伪装的^a...

let inline sum< ^a when 
        ^a : (static member Zero : ^a) and
        ^a : (static member (+) : ^a -> ^a -> ^a)  > : ^a list -> ^a =
    let inline add (x:'b) (y:'b) = (+) x y
    reduce add