Generics F#通用方法和运算符

到目前为止，我对F#中的类型推断印象深刻，但是我发现了一些它没有真正得到的东西：

//First up a simple Vect3 type
type Vect3 = { x:float; y:float; z:float } with 
  static member (/) (v1 : Vect3, s : float) = //divide by scalar, note that float
    {x=v1.x / s; y= v1.y /s; z = v1.z /s}
  static member (-) (v1 : Vect3, v2 : Vect3) = //subtract two Vect3s
    {x=v1.x - v2.x; y= v1.y - v2.y; z=v1.z - v2.z}
  //... other operators...

//this works fine
let floatDiff h (f: float -> float) x = //returns float
  ((f (x + h)) - (f (x - h)))/(h * 2.0)

//as does this
let vectDiff h (f: float -> Vect3) x = //returns Vect3
  ((f (x + h)) - (f (x - h)))/(h * 2.0)


//I'm writing the same code twice so I try and make a generic function:
let genericDiff h (f: float -> 'a) x : 'a = //'a is constrained to a float 
  ((f (x + h)) - (f (x - h)))/(h * 2.0)

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当我尝试构建最后一个函数时，在除号下会出现一个蓝色的波浪形符号，编译器会发出可怕的警告：“此构造导致代码没有类型注释所指示的那么通用。类型变量“a已被约束为”float“类型。”。我为Vect3提供了适合该功能的

/

运算符。为什么它会警告我？

标准的.NET泛型没有足够的表达能力来允许这种泛型函数。问题是，您的代码可以用于任何支持减法运算符的

'a

，但.NET泛型无法捕获此约束（它们可以捕获接口约束，但不能捕获成员约束）

但是，您可以使用F#

内联

函数，并且该函数可以具有额外的成员约束。我写了一篇关于这些的文章

简单地说，如果您将函数标记为

inline

，并让编译器推断类型，那么您会得到（我删除了对类型参数的显式提及，因为这使得情况更加棘手）：

编译器现在使用

^a

而不是

'a

来表示参数是静态解析的（在内联期间），并且它添加了一个约束，表示

^a

必须有一个成员

-

，该成员接受两件事并返回

浮点值

遗憾的是，这并不是您想要的，因为
-
操作符返回
Vect3
（而不是编译器推断的
float
）。我认为问题在于编译器需要具有两个相同类型参数的
/
运算符（而您的是
Vect3*float
）。您可以使用不同的操作员名称（例如，
/。
）：

在这种情况下，它将工作在<代码> VCT3（如果您重命名标量除法），但它将不容易工作在<代码>浮点< /代码>（虽然可能有黑客会使这成为可能）-虽然我不认为这是惯用的F，但是我可能会设法找到避免这种需求的方法。提供元素级除法并将
h
作为
Vect3
值传递可能有意义吗？
出于某种原因，编译器假定除法的类型签名是

^a*^a -> ^b

什么时候应该可以

^a*^c -> ^b

我相信9.7中暗示了这一点（这是度量单位，但我不明白为什么它们是特例）。如果部门可以具有所需的类型签名，您可以执行以下操作：

let inline genericDiff h (f: float -> ^a) x = 
    let inline sub a b = (^a: (static member (-):^a * ^a-> ^a) (a,b))
    let inline div a b = (^a: (static member (/):^a -> float-> ^c) (a,b))
    div (sub (f (x+h)) (f(x-h))) (h*2.0)

我已经包括了implicit
sub
和
div
，但它们不应该是必需的-目的是使签名明确

我认为，这不允许
^a
除了浮点数以外的任何东西，事实上这可能是一个错误。
如果您对文本使用通用数字，它会起作用：

让内联genericfifx=
设一=LanguagePrimitives.GenericOne
让二=一+一
（（f（x+h））-（f（x-h））/（h*2）
genericDiff 1.0（乐趣y->{x=y；y=y；z=y}）1.0/{x=1.0；y=1.0；z=1.0；}
我认为浮点文本，
2.0
是问题的根源。使用泛型数字，使用
/
的函数可以工作。@Daniel有趣。我想我试过类似的方法，但是编译器对
^t*float->^t
不满意。它确实适用于泛型文字（正如你在回答中所做的）。@Tomas感谢你的文章链接，我以前读过关于泛型的不同注释，但没有真正理解它们。这篇文章确实帮助我理解了它们，以及为什么它在数字代码中很有用@Daniel我不明白为什么文本应该约束返回类型，编译器是否假设
/
上的arg类型是相同的？如果其中一个类型是已知的（在本例中是float），它似乎在该类型上查找
静态成员（/）
，而如果两个类型都是泛型的，它似乎同时查找这两个类型（您所期望的）。简单示例：
让内联divByTwo x=x/2.0
将
x
约束为浮点，因为
float
将
/
定义为
float->float->float
。我认为这是一个bug，如果指定了inline，那么它应该检查这两种类型，如果其中一种类型仍然未知，那么在调用站点知道这两种类型之前，将其保留下来。我以前遇到过这个问题，将作为错误报告。或者，将
h*two
替换为
h+h
，以消除两个linesTrue。这是为了演示问题的一般解决方案。这似乎是一个奇怪的概念，必须从许多常数中建立更大的常数：）。我想一旦你有了两个，你就可以开始乘法了。如果常数是19，你会这样做：
让16=2*2*2*2；设myConst=16+2+1好好玩@Ciemnl或者，您可以使用类似于此答案中所示的代码，以避免必须乘以通用数字。
^a*^c -> ^b

let inline genericDiff h (f: float -> ^a) x = 
    let inline sub a b = (^a: (static member (-):^a * ^a-> ^a) (a,b))
    let inline div a b = (^a: (static member (/):^a -> float-> ^c) (a,b))
    div (sub (f (x+h)) (f(x-h))) (h*2.0)