在 F# 中实现约束数值类型的习惯用法/实践？答案

【问题标题】：Idioms/Practices for Implementing Constrained Numeric Types in F#?在 F# 中实现约束数值类型的习惯用法/实践？
【发布时间】：2016-04-22 03:43:14
【问题描述】：

假设需要一种数值数据类型，其允许值在指定范围内。更具体地说，假设要定义一个整数类型，其最小值为 0，最大值为 5000。这种情况出现在很多情况下，例如在建模数据库数据类型、XSD 数据类型等时。

在 F# 中为这种类型建模的最佳方法是什么？在 C# 中，执行此操作的一种方法是定义一个结构，该结构实现范围检查重载运算符、格式设置等。此处描述了 F# 中的类似方法：http://tomasp.net/blog/fsharp-custom-numeric.aspx/

我真的不需要成熟的自定义类型；我真正想要的是具有受限域的现有类型。例如，我希望能够写出类似

的东西

type MyInt = Value of uint16 where Value <= 5000 (pseudocode)

是否有在 F# 中执行此类操作的速记方法，或者是实现上述博客文章中描述的自定义数字类型的最佳方法？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

您指的是类型论中所谓的细化类型，正如 Daniel 指出的那样，请查找 F*。但这是一个研究项目。

至于使用 F# 进行操作，除了 Tomas 的帖子，请查看 designing with types 系列。

【讨论】：

【解决方案2】：

我的建议是实现一个自定义结构来包装您的数据类型（例如，int），就像在 C# 中一样。

创建此自定义结构背后的想法是，它允许您在运行时“拦截”底层数据值的所有使用情况并检查它们的正确性。另一种方法是在编译时检查所有这些用途，这可以使用 F* 之类的东西（正如其他人提到的那样），尽管它要困难得多，而且你不会在日常代码中使用它。

【讨论】：

结构体有一个允许绕过验证的默认构造函数，这将如何工作？
结构的其他成员——例如，自定义操作符——也应该验证结构。所以如果你使用结构体的默认值，你不会立即知道它是无效的，但你会在第一次使用该值时发现。
这似乎很奇怪，因为定义类型的目的是确保对数据的某些保证。
也许是这样，但有时你必须在实践中做出妥协。使用这种技术，您仍然可以获得这些保证——妥协是您可能不会立即知道何时违反了类型的不变量。我发现只要你在开始编写代码时就知道存在这种可能性，我会格外小心地确保没有默认值可以进入核心代码。