什么是Hindley-Milner?

时间:2008-12-30 01:49:43

标签: functional-programming types inference hindley-milner

我遇到了这个词 Hindley-Milner ,我不确定是否掌握了它的含义。

我已阅读以下帖子:

但维基百科中没有单一的条目,通常会给我一个简明的解释 注意 - 一个人有now been added

这是什么? 哪些语言和工具可以实现或使用它? 请您提供简明的答案?

3 个答案:

答案 0 :(得分:156)

Hindley-Milner是一个类型的系统,由Roger Hindley独立发现(他正在研究逻辑),后来由Robin Milner(正在研究编程语言)发现。 Hindley-Milner的优点是

  • 支持多态功能;例如,一个函数可以为您提供独立于元素类型的列表长度,或者函数执行二叉树查找,而不依赖于树中存储的键的类型。

  • 有时函数或值可以有多个类型,如长度函数的示例:它可以是“整数列表整数”,“字符串列表到整数“,”对整数列表“,依此类推。在这种情况下,Hindley-Milner系统的一个信号优势是每个良好类型的术语都具有唯一的“最佳”类型,这被称为主要类型。 list-length函数的主要类型是“for a,函数从a到整数”。这里a是一个所谓的“类型参数”,它在lambda演算中是显式的,但在大多数编程语言中是隐式的。类型参数的使用解释了为什么Hindley-Milner是一个实现 参数多态性的系统。 (如果在ML中编写长度函数的定义,则可以看到类型参数:

     fun 'a length []      = 0
       | 'a length (x::xs) = 1 + length xs
    
  • 如果一个术语具有Hindley-Milner类型,则可以推断出主体类型,而无需任何类型声明或程序员的其他注释。 (这是一种喜忧参半的祝福,因为任何人都可以证明,他们曾经处理过很多没有注释的ML代码。)

Hindley-Milner是几乎所有静态类型函数式语言类型系统的基础。常用的这类语言包括

所有这些语言都扩展了Hindley-Milner; Haskell,Clean和Objective Caml以雄心勃勃和不寻常的方式这样做。 (需要扩展来处理可变变量,因为基本的Hindley-Milner可以使用例如包含未指定类型的值列表的可变单元来破坏。这些问题由称为value restriction的扩展来处理。 。)

许多其他基于类型化函数语言的次要语言和工具都使用Hindley-Milner。

Hindley-Milner是System F的限制,它允许更多类型但需要程序员注释

答案 1 :(得分:8)

您可以使用Google学术搜索或CiteSeer或您当地的大学图书馆查找原始论文。第一个是足够大,你可能必须找到期刊的绑定副本,我无法在网上找到它。我找到的另一个链接被打破了,但可能还有其他链接。你当然能找到引用这些文章的论文。

Hindley,Roger J,组合逻辑中对象的主要类型方案, 交易美国数学学会,1969年。

Milner,Robin, A型多态性,计算机与系统科学学报,1978。

答案 2 :(得分:5)

C#中的简单Hindley-Milner类推理实现:

Hindley-Milner type inference over (Lisp-ish) S-expressions, in under 650 lines of C#

请注意,实现的范围只有大约270行C#(对于算法W本身和支持它的少数数据结构,无论如何)。

用法摘录:

    // ...

    var syntax =
        new SExpressionSyntax().
        Include
        (
            // Not-quite-Lisp-indeed; just tolen from our host, C#, as-is
            SExpressionSyntax.Token("\\/\\/.*", SExpressionSyntax.Commenting),
            SExpressionSyntax.Token("false", (token, match) => false),
            SExpressionSyntax.Token("true", (token, match) => true),
            SExpressionSyntax.Token("null", (token, match) => null),

            // Integers (unsigned)
            SExpressionSyntax.Token("[0-9]+", (token, match) => int.Parse(match)),

            // String literals
            SExpressionSyntax.Token("\\\"(\\\\\\n|\\\\t|\\\\n|\\\\r|\\\\\\\"|[^\\\"])*\\\"", (token, match) => match.Substring(1, match.Length - 2)),

            // For identifiers...
            SExpressionSyntax.Token("[\\$_A-Za-z][\\$_0-9A-Za-z\\-]*", SExpressionSyntax.NewSymbol),

            // ... and such
            SExpressionSyntax.Token("[\\!\\&\\|\\<\\=\\>\\+\\-\\*\\/\\%\\:]+", SExpressionSyntax.NewSymbol)
        );

    var system = TypeSystem.Default;
    var env = new Dictionary<string, IType>();

    // Classic
    var @bool = system.NewType(typeof(bool).Name);
    var @int = system.NewType(typeof(int).Name);
    var @string = system.NewType(typeof(string).Name);

    // Generic list of some `item' type : List<item>
    var ItemType = system.NewGeneric();
    var ListType = system.NewType("List", new[] { ItemType });

    // Populate the top level typing environment (aka, the language's "builtins")
    env[@bool.Id] = @bool;
    env[@int.Id] = @int;
    env[@string.Id] = @string;
    env[ListType.Id] = env["nil"] = ListType;

    //...

    Action<object> analyze =
        (ast) =>
        {
            var nodes = (Node[])visitSExpr(ast);
            foreach (var node in nodes)
            {
                try
                {
                    Console.WriteLine();
                    Console.WriteLine("{0} : {1}", node.Id, system.Infer(env, node));
                }
                catch (Exception ex)
                {
                    Console.WriteLine(ex.Message);
                }
            }
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("... Done.");
        };

    // Parse some S-expr (in string representation)
    var source =
        syntax.
        Parse
        (@"
            (
                let
                (
                    // Type inference ""playground""

                    // Classic..                        
                    ( id ( ( x ) => x ) ) // identity

                    ( o ( ( f g ) => ( ( x ) => ( f ( g x ) ) ) ) ) // composition

                    ( factorial ( ( n ) => ( if ( > n 0 ) ( * n ( factorial ( - n 1 ) ) ) 1 ) ) )

                    // More interesting..
                    ( fmap (
                        ( f l ) =>
                        ( if ( empty l )
                            ( : ( f ( head l ) ) ( fmap f ( tail l ) ) )
                            nil
                        )
                    ) )

                    // your own...
                )
                ( )
            )
        ");

    // Visit the parsed S-expr, turn it into a more friendly AST for H-M
    // (see Node, et al, above) and infer some types from the latter
    analyze(source);

    // ...

......产生:

id : Function<`u, `u>

o : Function<Function<`z, `aa>, Function<`y, `z>, Function<`y, `aa>>

factorial : Function<Int32, Int32>

fmap : Function<Function<`au, `ax>, List<`au>, List<`ax>>

... Done.

另请参阅bitbucket上的Brian McKenna's JavaScript implementation,这也有助于入门(为我工作)。

“HTH,