Was ist der Kompromiss für die Typinferenz?

Es scheint, dass alle neuen Programmiersprachen oder zumindest diejenigen, die populär geworden sind, Typinferenz verwenden. Sogar Javascript hat Typen und Typinferenz durch verschiedene Implementierungen (Acscript, typescript etc). Es sieht toll aus, aber ich frage mich, ob es Kompromisse gibt oder warum Java oder die alten guten Sprachen keine Typinferenz haben

• Wenn Sie eine Variable in Go deklarieren, ohne ihren Typ anzugeben (mithilfe von var ohne Typ oder der Syntax: =), wird der Typ der Variablen aus dem Wert auf der rechten Seite abgeleitet.
• D ermöglicht das Schreiben großer Codefragmente ohne redundante Typangabe, wie dies bei dynamischen Sprachen der Fall ist. Andererseits werden durch statische Inferenz Typen und andere Codeeigenschaften abgeleitet, wodurch sowohl die statische als auch die dynamische Welt optimal genutzt werden.
• Die Typinferenzmaschine in Rust ist ziemlich schlau. Es ist mehr als nur die Art des r-Werts während einer Initialisierung zu betrachten. Es sieht auch so aus, als würde die Variable später verwendet, um auf ihren Typ zu schließen.
• Swift verwendet die Typinferenz, um den entsprechenden Typ zu ermitteln. Mit der Typinferenz kann ein Compiler den Typ eines bestimmten Ausdrucks automatisch ableiten, wenn er Ihren Code kompiliert, indem er einfach die von Ihnen angegebenen Werte untersucht.

Haskell Typ - System ist vollständig inferrable (abgesehen von polymorpher Rekursion, bestimmte Spracherweiterungen und die gefürchtete Monomorphie Beschränkung ), noch Programmierer immer noch häufig Typenannotationen im Quellcode zur Verfügung stellen , auch wenn sie nicht brauchen. Warum?

1. Typanmerkungen dienen als Dokumentation . Dies gilt insbesondere für Typen, die so ausdrucksstark sind wie die von Haskell. Wenn man den Namen und den Typ einer Funktion annimmt, kann man normalerweise ziemlich gut erraten, was die Funktion tut, insbesondere wenn die Funktion parametrisch polymorph ist.
2. Typanmerkungen können die Entwicklung vorantreiben . Das Schreiben einer Typensignatur vor dem Schreiben des Funktionskörpers fühlt sich wie eine testgetriebene Entwicklung an. Nach meiner Erfahrung funktioniert die Kompilierung einer Haskell-Funktion normalerweise beim ersten Mal. (Das erspart natürlich keine automatisierten Tests!)
3. Explizite Typen können Ihnen dabei helfen, Ihre Annahmen zu überprüfen . Wenn ich versuche, einen Code zu verstehen, der bereits funktioniert, speichere ich ihn häufig mit den meines Erachtens richtigen Typanmerkungen. Wenn der Code immer noch kompiliert wird, weiß ich, dass ich ihn verstanden habe. Wenn nicht, habe ich die Fehlermeldung gelesen.
4. Mit Textsignaturen können Sie polymorphe Funktionen spezialisieren . In seltenen Fällen ist eine API aussagekräftiger oder nützlicher, wenn bestimmte Funktionen nicht polymorph sind. Der Compiler wird sich nicht beschweren, wenn Sie einer Funktion einen weniger allgemeinen Typ geben, als man vermuten würde. Das klassische Beispiel ist map :: (a -> b) -> [a] -> [b]. Die allgemeinere Form ( fmap :: Functor f => (a -> b) -> f a -> f b) gilt für alle Functors, nicht nur für Listen. Aber es war der Meinung, dass mapdies für Anfänger leichter zu verstehen wäre, und so lebt es neben seinem größeren Bruder weiter.

Im Großen und Ganzen sind die Nachteile eines statisch getippten, aber nicht ableitbaren Systems fast dieselben wie die Nachteile des statischen Tippens im Allgemeinen. Eine abgenutzte Diskussion auf dieser Website und auf anderen (Googeln mit "statischen Tippnachteilen" bringt Ihnen Hunderte Seiten von Flammenkriegen). Natürlich werden einige der genannten Nachteile durch die geringere Anzahl von Typanmerkungen in einem inferrierbaren System verbessert. Außerdem hat die Typinferenz ihre eigenen Vorteile: Ohne die Typinferenz wäre eine lochgesteuerte Entwicklung nicht möglich.

Java * beweist, dass eine Sprache, die zu viele Typanmerkungen erfordert, ärgerlich wird, aber mit zu wenig verlieren Sie die oben beschriebenen Vorteile. Sprachen mit Opt-Out-Typ-Inferenz stellen ein annehmbares Gleichgewicht zwischen den beiden Extremen her.

_{* Sogar Java, dieser große Sündenbock, führt eine gewisse lokale Inferenz durch. In einer Anweisung wie Map<String, Integer> = new HashMap<>();muss der generische Typ des Konstruktors nicht angegeben werden. Auf der anderen Seite sind ML- ähnliche Sprachen in der Regel global nicht ableitbar.}

In C # tritt eine Typinferenz zur Kompilierungszeit auf, sodass die Laufzeitkosten Null sind.

Wird aus Gründen des Stils varfür Situationen verwendet, in denen es entweder unpraktisch oder unnötig ist, den Typ manuell anzugeben. Linq ist eine solche Situation. Ein anderer ist:

var s = new SomeReallyLongTypeNameWith<Several, Type, Parameters>(andFormal, parameters);

ohne das Sie Ihren wirklich langen Typnamen (und die Typparameter) wiederholen würden, anstatt einfach zu sagen var.

Verwenden Sie den tatsächlichen Namen des Typs, wenn dieser explizit angegeben wird, um die Übersichtlichkeit des Codes zu verbessern.

Es gibt Situationen, in denen keine Typinferenz verwendet werden kann, z. B. Member-Variablendeklarationen, deren Werte zum Zeitpunkt der Erstellung festgelegt werden, oder in denen Sie wirklich möchten, dass Intellisense ordnungsgemäß funktioniert (die IDE von Hackerrank erkennt die Member der Variablen nur, wenn Sie den Typ explizit deklarieren). .

Gute Frage!

1. Da der Typ nicht explizit mit Anmerkungen versehen ist, kann das Lesen des Codes manchmal erschwert werden, was zu weiteren Fehlern führt. Richtig verwendet es natürlich macht den Code sauberer und mehr lesbar. Wenn Sie ein Pessimist und denken sind , dass die meisten Programmierer schlecht sind (oder zu arbeiten , wo die meisten Programmierer sind schlecht), wird dies ein Netto-Verlust.
2. Der Typinferenzalgorithmus ist zwar relativ einfach, aber nicht kostenlos . Diese Art von Dingen erhöht die Kompilierzeit geringfügig.
3. Da der Typ nicht explizit mit Anmerkungen versehen ist, kann Ihre IDE nicht genau erraten, was Sie tun möchten, wodurch die automatische Vervollständigung und ähnliche Hilfsprogramme während des Deklarationsprozesses beschädigt werden.
4. In Kombination mit Funktionsüberladungen können Sie gelegentlich in Situationen geraten, in denen der Typinferenzalgorithmus nicht über den einzuschlagenden Pfad entscheiden kann, was zu hässlicheren Beschriftungen im Casting-Stil führt. (Dies passiert zum Beispiel ziemlich häufig mit der anonymen Funktionssyntax von C #).

Und es gibt noch mehr esoterische Sprachen, die ihre Verrücktheit nicht ohne explizite Typanmerkungen vollbringen können. Bisher gibt es keine, von denen ich weiß, dass sie allgemein / populär / vielversprechend genug sind, um sie zu erwähnen, außer im Vorbeigehen.

Es sieht toll aus, aber ich frage mich, ob es Kompromisse gibt oder warum Java oder die alten guten Sprachen keine Typinferenz haben

Java ist hier eher die Ausnahme als die Regel. Selbst C ++ (von dem ich glaube, dass es eine "gute alte Sprache" ist :)) unterstützt autoseit dem C ++ 11-Standard die Typinferenz mit dem Schlüsselwort. Es funktioniert nicht nur mit Variablendeklaration, sondern auch als Funktionsrückgabetyp, was besonders bei einigen komplexen Vorlagenfunktionen nützlich ist.

Implizite Typisierung und Inferenz haben viele gute Anwendungsfälle, und es gibt auch einige Anwendungsfälle, bei denen Sie dies wirklich nicht tun sollten. Dies ist manchmal Geschmackssache und auch Gegenstand von Debatten.

Dass es aber zweifellos gute Anwendungsfälle gibt, ist für sich genommen ein legitimer Grund für jede Sprache, diese umzusetzen. Es ist auch kein schwer zu implementierendes Feature, keine Laufzeitstrafe und hat keinen wesentlichen Einfluss auf die Kompilierzeit.

Ich sehe keinen wirklichen Nachteil darin, dem Entwickler die Möglichkeit zu geben, Typinferenz zu verwenden.

Einige Antwortende überlegen, wie gut es manchmal ist, explizit zu tippen, und sie haben mit Sicherheit Recht. Wird die implizite Typisierung jedoch nicht unterstützt, bedeutet dies, dass eine Sprache die ganze Zeit explizite Typisierung erzwingt.

Der eigentliche Nachteil ist also, dass eine Sprache keine implizite Typisierung unterstützt, da hiermit angegeben wird, dass es keinen legitimen Grund für den Entwickler gibt, diese zu verwenden, was nicht der Fall ist.

Der Hauptunterschied zwischen einem Inferenzsystem vom Typ Hindley-Milner und einem Inferenzsystem vom Typ Go ist die Richtung des Informationsflusses. In HM fließen Typinformationen über die Vereinheitlichung vorwärts und rückwärts. Geben Sie in "Gehe zu" den Informationsfluss nur vorwärts ein: Er berechnet nur vorwärts gesetzte Ersetzungen.

HM-Typinferenz ist eine großartige Innovation, die mit polymorph getippten funktionalen Sprachen gut funktioniert, aber Go-Autoren würden wahrscheinlich argumentieren, dass es zu viel zu tun versucht:

1. Die Tatsache, dass Informationen sowohl vorwärts als auch rückwärts fließen, bedeutet, dass die Inferenz des HM-Typs eine sehr nichtlokale Angelegenheit ist. Ohne Typanmerkungen kann jede Codezeile in Ihrem Programm zur Eingabe einer einzelnen Codezeile beitragen. Wenn Sie nur eine Vorwärtsersetzung haben, wissen Sie, dass die Quelle eines Typfehlers im Code liegen muss, der Ihrem Fehler vorangeht. nicht der Code, der danach kommt.

2. Bei der Inferenz von HM-Typen neigen Sie dazu, in Einschränkungen zu denken: Wenn Sie einen Typ verwenden, schränken Sie die möglichen Typen ein. Am Ende des Tages kann es einige Typvariablen geben, die völlig uneingeschränkt bleiben. Die Erkenntnis der HM-Typinferenz ist, dass diese Typen wirklich keine Rolle spielen und daher zu polymorphen Variablen verarbeitet werden. Dieser zusätzliche Polymorphismus kann jedoch aus einer Reihe von Gründen unerwünscht sein. Erstens, wie einige Leute herausgestellt haben, könnte dieser zusätzliche Polymorphismus unerwünscht sein: HM schließt einen gefälschten, polymorphen Typ für einen gefälschten Code ab und führt später zu seltsamen Fehlern. Zweitens kann dies Konsequenzen für das Laufzeitverhalten haben, wenn ein Typ polymorph bleibt. Zum Beispiel ist ein zu polymorphes Zwischenergebnis der Grund, warum 'zeigen. read 'wird in Haskell als mehrdeutig angesehen; als weiteres Beispiel

Es schadet der Lesbarkeit.

Vergleichen Sie

var stuff = someComplexFunction()

vs

List<BusinessObject> stuff = someComplexFunction()

Dies ist vor allem dann ein Problem, wenn Sie außerhalb einer IDE wie auf einem Github lesen.