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OCaml 4.00.0 辺りの types.mli の読み解き。間違っている可能性がある。

現在の OCaml のものとは違っている可能性がある。

オリジナルは、camlspotterさんの

https://bitbucket.org/camlspotter/ocaml-zippy-tutorial-in-japanese/src/188afd46dbde085d73bd13ec86c2ec478706123a/types.mli?at=default

open Asttypes

Type expressions for the core language

type type_expr

type type_expr =
  { mutable desc: type_desc;
    mutable level: int;
    mutable id: int }
  • desc: 型の内容。

  • level: 型が生成された let polymorphism level。 Unification によって小さい方にまとめられていく。

    Quantify された型の level は generic_level。 Generalization の際、型の level が現在の polymorphism current_level より 大きければ、 generalize される。同じもしくは小さい level を持っている場合、 generalize されないどころかサブノードの検査も行われない。 つまり、 generalize する際には、型の level はサブノードの level より 同じか、大きくなければ正確な generalization は行われないことになる。 ただし、通常の HM の型アルゴリズムを舐めている際にはそんなことは起こらない。 新しい型を既存の型から作るとき、既存の型の level は常に current_level と同じか小さいはずだ。大きければそれ以前の let polymorphism で generalize されて generic_level になっているからである。

    level は通常 0以上の整数だが、型ノードにマークをつけるため、 負値を使うことがある。 pivot_level, mark_type を参照。当然、 付けたマークは戻さないと generalization でオカシイことになる。

  • id: Unification backtrack のために使われる。 id が違っても同じ型の場合がある 違う型の場合必ず id は異なるため、 hash として使われる。 このフィールドの存在のため、 { ty with desc = } のような ことをしてはいけない。必ず Btype.newty を使って新しい id をもらう

type type_desc

and type_desc =

Tvar

    Tvar of string option

型変数。名前をつけることができる。

型変数の同異は pointer equality によってなされる。 同じ名前がついていてもアドレスが異なれば実際には違う型変数であるし、 プリントアウトの際にも修正が入る。

Tarrow

  | Tarrow of label * type_expr * type_expr * commutable

t -> t。 [is_optional label] の際には引数の型は 必ず option 型になっている。

  • commutable について

      and commutable =
          Cok
        | Cunknown
        | Clink of commutable ref
    
      let f g = g ~x:1 ~y:true in   f (fun ~y:_ ~x:_ -> ());;
    

    は型エラーになるのだが、これは g の Tarrow が Cunknown だから。 現在の OCaml では外からくる型不明の関数にかんして引数順入れ替えのコンパイルを おこなわない、つまり

      let f g = g ~x:1 ~y:true in f (fun ~x ~y -> (fun ~y:_ ~x:_ -> ()) ~y ~x);;
    

    というコードに変換しない。 多分これをやると abstraction が入るので 一般的には副作用のタイミングがおかしくなってしまう

      let g = fun ~y:_ ~x:_ -> () in
      let f = g ~x:1 ~y:true in f
    

    これは前もって順序がわかっており、 Cok なので型エラーにならない。 順序の入れ替えは g の定義ではなく g の呼び出し側で行われる:

      let g = fun ~y:_ ~x:_ -> () in
      let f = g ~y:true ~x:1 in f
    

    こんな感じだと思われる(仔細未確認)。OCaml は引数の評価順は未定義なので 問題ないはず

Ttuple

  | Ttuple of type_expr list

タプル

Tconstr

  | Tconstr of Path.t * type_expr list * abbrev_memo ref

Data type。

abbrev_memo はこの型の alias のキャッシュ。

例えば type 'a t = 'a * 'a で、 int t という型が あった時、 int t の Tconstr が int * int と同じであることを覚えておく ための情報がここに入る。

Tconstr から 何か変換を行なって別の Tconstr を作る際には 前の型とは関係なくなってしまうから abbrev_memo は別の 新しい空のキャッシュを使わなければならない。

Head alias の expansion は、 try_expand_once <--- なんだろう書きかけだが、覚えていない

Tobject

  | Tobject of type_expr * (Path.t * type_expr list) option ref

[Tobject (field_type, nm)]

  • [!nm] が [Some ..] の場合はクラス名付きのオブジェクトの型。 [Some (p, ty :: tyl)] の場合、 [(tyl) p] という型である

    • [ty] は何か? Printer では [ty] は generalize されているかどうかの判定に使われている See [Printtyp.tree_of_typobject]

      [nm] が新たに [Some] を introduce するケースは、とても見つけにくいが、 [Btype.set_name] そしてそれを呼ぶ [Ctype.set_object_name] である。 [set_object_name] の [rv] がこの [ty] になる。

         let set_object_name id rv params ty =
      

      この [rv] は常に [Ctype.row_variable ty] であるので、row variable であるらしい。これは OCaml の型にはプリントされないのと合致する。

    [Some (p, [])] というのはありえない状態 :-( だと思われる

[!nm] が [None] の場合は無名オブジェクト型。 [field_type] には [Tfield] や [Tnil] (おそらく [Tlink]も?) 入っている。 (ここに [Tarrow] とかは入らない )

Tfield

  | Tfield of string * field_kind * type_expr * type_expr

[Tfield (メソッド名, 種, メソッドの型, 残りのメソッド情報)]

最後の [type_expr] はリストの cons の様な働きをする。 Ctype.flatten_fields で普通のリストに展開してくれる。 最後は Tvar や Tunivar だと open なオブジェクト型、 Tnil だと closed。これは Tobject での [!nm = Some (p, ty :: tyl)] の [ty] と row variable であるようである。

が、なんと Tconstr が来ることがあるようだが これは… (Printtyp.tree_of_typfields) Tconstr が来ると、プリンタでは Otyp_object の最後が Some false になる。 そしてこれは < _..> とプリントされるようなので、 non generalized raw var を指すようだ:

let f x o = o#m + x
let g = f 1

とすると val g : < x : int; _..> -> int

と表示されるので、これ以上知りたい場合はこの場合の最後の型を調べるべきである。

Tnil

  | Tnil

メソッドがもう無い、閉じたオブジェクト型であることを示す

Tlink

  | Tlink of type_expr

高速 unification のためのリンク。 Tlink はある型(普通は変数) が別の型と unify されたなれのはてである。 Unify された相手は Tlink の中に入っている。

Btype.repr でこのリンク Tlink (と Tfield) をすっ飛ばすことができる

Tsubst

  | Tsubst of type_expr         

for copying

型を変更する際、一時的に desc を [Tsubst 新型変数] に置き換えて 作業する。新型変数の desc に新しい型の desc を代入する。 再帰的な作業中に Tsubst を見た場合は、これは既に別のところで作業の 終わった shared node であることがわかるので同じ作業を行わず Tsubst の中の結果だけをもらうことになる。

Tsubst に置き換えた際には後で元にもどさなければいけない。 これは Btype.save_desc と Btype.cleanup_types を使う。

Tvariant

  | Tvariant of row_desc

Polymorphic variant の型

Tunivar

  | Tunivar of string option

'a . t の 'a。 Quantify されると内部の 'a も Tunivar になるようである

Tpoly

  | Tpoly of type_expr * type_expr list

'a . t

Tpackage

  | Tpackage of Path.t * Longident.t list * type_expr list

モジュールのパッケージ型。 module_type ではなく Path.t が入っているように nominal である

Longident.t list * type_expr list は with type ... である

row_desc

and row_desc =
    { row_fields: (label * row_field) list;
      row_more: type_expr;
      row_bound: unit; 

kept for compatibility

      row_closed: bool;
      row_fixed: bool;
      row_name: (Path.t * type_expr list) option }
  • row_fields: フィールド
  • row_more: フィールド追加 (他の型を元に row_type を作る)
  • row_bound: 意味なし
  • row_closed: 閉じているかどうか
  • row_fixed: 型検査終了後は意味なしのはず
  • row_name: 名前付き poly variant type

row_field

and row_field =
    Rpresent of type_expr option
  | Reither of bool * type_expr list * bool * row_field option ref

1st true denotes a constant constructor

2nd true denotes a tag in a pattern matching, and is erased later

  | Rabsent

Rpresent 存在する option は引数があるか、ないか。 Reither (true, [ty1;..;tyn], ...) `A か `A of ty1 か ... か `A of tyn Reither (false, [ty1;..;tyn], ...) `A of ty1 か ... か `A of tyn

Reither の第三、第四引数は型検査後は重要ではない一時的なもののようだ

Rabsent 存在しない: 型検査後は出てこないはず (Printtyp の対応も適当)

abbrev_memo

and abbrev_memo =
    Mnil
  | Mcons of private_flag * Path.t * type_expr * type_expr * abbrev_memo
  | Mlink of abbrev_memo ref

型 alias のキャッシュ。

Mnil は空。現在の alias 情報はこれ以上ないことを意味する Mlink は別のキャッシュを継承する時に使う Mcons は

field_kind

and field_kind =
    Fvar of field_kind option ref
  | Fpresent
  | Fabsent

Row polymorphism

  • Fpresent : 存在する
  • Fabsent : 存在してはいけない
  • Fvar None : 変数
  • Fvar (Some ..) : Unification により代入されてしまった変数

commutable

and commutable =
    Cok
  | Cunknown
  | Clink of commutable ref