Question

我正在阅读OCaml lead designer's 1994 paper on modules, types, and separate compilation.（Norman Ramsey中的another question友好地指出了我）。据我所知，本文讨论了OCaml目前的模块类型/签名系统的起源。在此，作者提出了对签名中类型声明的不透明解释（允许单独编译）以及清单类型声明（表达性）。试图将我自己的一些示例放在一起来演示OCaml模块签名符号试图解决的问题，我在两个文件中编写了以下代码：

在档案ordering.ml（或.mli - 我已尝试过两者）（档案A ）：

module type ORDERING = sig
 type t
 val isLess : t -> t -> bool
end

并在文件useOrdering.ml（文件B ）中：

open Ordering
module StringOrdering : ORDERING
  let main () =
    Printf.printf "%b" StringOrdering.isLess "a" "b"
  main ()

这个想法是期望编译器抱怨（在编译第二个文件时）模块StringOrdering上没有足够的类型信息来检查StringOrdering.isLess应用程序（从而激发了对with type应用程序的需求ocamlc语法）。但是，尽管文件A按预期编译，但文件B导致3.11.2 module A : B抱怨语法错误。我知道签名的目的是允许某人根据模块签名编写代码，而无需访问实现（模块结构）。

我承认我不确定我在this rather old paper on separate compilation中遇到的语法：*.h但它让我想知道是否存在这样或类似的语法（不涉及仿函数）以允许某人编写代码仅基于模块类型，在链接时提供实际模块结构，类似于如何在C / C ++中使用*.c和A.ml文件。没有这样的能力，似乎模块类型/签名基本上用于密封/隐藏模块的内部或更明确的类型检查/注释，但不用于单独/独立的编译。

实际上，查看OCaml manual section on modules and separate compilation似乎我对C编译单元的类比是破坏的，因为OCaml手册将OCaml编译单元定义为A.mli和.h二重奏，而在C / C ++中，.c文件被粘贴到任何导入{{1}}文件的编译单元。

Answer 1

执行此类操作的正确方法是执行以下操作：

在ordering.mli中写道：

(* This define the signature *)
module type ORDERING = sig
  type t
  val isLess : t -> t -> bool
end

(* This define a module having ORDERING as signature *)
 module StringOrdering : ORDERING

编译文件：ocamlc -c ordering.mli
在另一个文件中，请参阅已编译的签名：
```
open Ordering

let main () =
  Printf.printf "%b" (StringOrdering.isLess "a" "b")

let () = main ()
```
编译文件时，会得到预期的类型错误（即string与Ordering.StringOrdering.t不兼容）。如果您要删除类型错误，则应将with type t = string约束添加到StringOrdering中ordering.mli的定义。

所以回答第二个问题：是的，在字节码模式下，编译器只需要知道你所依赖的接口，你可以选择在链接时使用哪个实现。默认情况下，本地代码编译不适用（因为模块间优化），但您可以禁用它。

Answer 2

您可能只是对显式模块和签名定义之间的关系以及通过.ml / .mli文件隐式定义模块感到困惑。

基本上，如果你有一个文件a.ml并在其他文件中使用它，那就好像你已经写了

module A =
struct
  (* content of file a.ml *)
end

如果你也有a.mli，那就好像你已经写过了

module A :
sig
  (* content of file a.mli *)
end =
struct
  (* content of file a.ml *)
end

请注意，这仅定义了名为A的模块，而不是模块类型。 A的签名不能通过这种机制给出名称。

使用A的另一个文件可以单独针对a.mli进行编译，而根本不提供a.ml。但是，您需要确保在需要时使所有类型信息透明。例如，假设您要定义整数映射：

(* intMap.mli *)
type key = int
type 'a map
val empty : 'a map
val add : key -> 'a -> 'a map -> 'a map
val lookup : key -> 'a map -> 'a option
...

这里，key是透明的，因为任何客户端代码（此签名描述的模块IntMap）需要知道能够向地图添加内容的内容。但是，map类型本身可以（并且应该）保持抽象，因为客户端不应该弄乱其实现细节。

与C头文件的关系是那些基本上只的允许透明类型。在Ocaml中，您可以选择。

Answer 3

module StringOrdering : ORDERING是一个模块声明。您可以在签名中使用它，以表示签名包含名为StringOrdering的模块字段并具有签名ORDERING。它在模块中没有意义。

您需要在某处定义一个实现所需操作的模块。模块定义可以是

module StringOrderingImplementation = struct
  type t = string
  let isLess x y = x <= y
end

如果要隐藏类型t的定义，则需要创建一个不同的模块，其中定义是抽象的。将旧模块从旧模块中取出的操作称为密封，并通过:运算符表示。

module StringOrderingAbstract = (StringOrdering : ORDERING)

然后StringOrderingImplementation.isLess "a" "b"格式正确，而StringOrderingAbstract.isLess "a" "b"无法输入，因为StringOrderingAbstract.t是抽象类型，与string或任何其他预先存在的类型不兼容。实际上，构建StringOrderingAbstract.t类型的值是不可能的，因为模块不包含任何构造函数。

当你有一个编译单元foo.ml时，它是一个模块Foo，该模块的签名由接口文件foo.mli给出。也就是说，文件foo.ml和foo.mli等同于模块定义

module Foo = (struct (*…contents of foo.ml…*) end :
              sig (*…contents of foo.mli…*) end)

编译使用Foo的模块时，编译器只查看foo.mli（或者更确切地说是编译的结果：foo.cmi），而不是foo.ml¹。这就是接口和单独编译如何组合在一起的方式。 C需要#include <foo.h>，因为它缺少任何形式的命名空间;在OCaml中，如果范围内没有其他名为Foo.bar的模块，bar会自动引用编译单元foo中定义的Foo。

¹_{实际上，本机代码编译器会查看Foo的实现来执行优化（内联）。类型检查器从不查看界面中的内容。}

OCaml模块类型和单独编译

3 个答案: