在F#中使用`inline`

Question

inline在我看来,F#中的关键字与我在例如C中使用的目的有些不同.例如,它似乎影响函数的类型(什么是"静态解析的类型参数"？不是所有的F#类型静态解决？)

我inline什么时候应该使用功能？

Answer 1

的inline关键字表示一个函数定义应该内联插入其使用的任何代码.大多数情况下,这不会对函数的类型产生任何影响.但是,在极少数情况下,它可以导致具有更通用类型的函数,因为存在不能在.NET中的代码的编译形式中表达的约束,但是可以在内联函数时强制执行.

这适用的主要情况是使用运营商.

let add a b = a + b

将有一个单态推断类型(可能int -> int -> int,但它可能是类似的,float -> float -> float如果您有代码,在该类型使用此函数).但是,通过内联标记此函数,F#编译器将推断出多态类型:

let inline add a b = a + b
// add has type ^a ->  ^b ->  ^c when ( ^a or  ^b) : (static member ( + ) :  ^a *  ^b ->  ^c)

在.NET上的编译代码中,无法以第一类方式编码此类型约束.但是,F#编译器可以在其内联函数的站点强制执行此约束,以便在编译时解析所有运算符使用.

类型参数^a,^b和^c是"静态解析的类型参数",这意味着必须在使用这些参数的站点静态地知道参数的类型.这与普通类型参数(例如'a,'b等等)形成对比,其中参数意味着类似"稍后将提供但可以是任何东西的某种类型".

Answer 2

我inline什么时候应该使用功能？

inline关键字在实践中最有价值的应用是将高阶函数内联到调用站点,其中函数参数也被内联,以便生成单独完全优化的代码片段.

例如,inline以下fold函数使其快5倍:

  let inline fold f a (xs: _ []) =
     let mutable a = a
     for i=0 to xs.Length-1 do
        a <- f a xs.[i]
     a

请注意,这与inline大多数其他语言几乎没有什么相似之处.您可以使用C++中的模板元编程实现类似的效果,但F#也可以在编译的程序集之间内联,因为它inline是通过.NET元数据传达的.

Answer 3

当您需要定义一个必须在每次使用的站点上评估其类型(re)的函数时,您应该使用内联,而不是普通函数,该函数将仅在首次使用的站点评估(推断)其类型,然后被视为静态输入其后的其他地方的第一推断类型签名.

在内联案例中,函数定义实际上是通用/多态的,而在正常(非内联)情况下,函数是静态的(通常是隐式)类型.

因此,如果您使用内联,请使用以下代码:

let inline add a b = a + b

[<EntryPoint>]
let main args = 

    let one = 1
    let two = 2
    let three = add one two
    // here add has been compiled to take 2 ints and return an int

    let dog = "dog"
    let cat = "cat"
    let dogcat = add dog cat
    // here add has been compiled to take 2 strings and return a string

    printfn "%i" three
    printfn "%s" dogcat   

    0

将构建并编译以生成以下输出:

3  
dogcat

换句话说,使用相同的add函数定义来生成一个添加到整数的函数,以及一个连接两个字符串的函数(事实上,基于+的底层运算符重载也是使用内联在引擎盖下实现的).

除了add函数不再内联声明之外,这段代码完全相同:

let add a b = a + b

[<EntryPoint>]
let main args = 

    let one = 1
    let two = 2
    let three = add one two
    // here add has been compiled to take 2 ints and return an int

    let dog = "dog"
    let cat = "cat"
    let dogcat = add dog cat
    // since add was not declared inline, it cannot be recompiled
    // and so we now have a type mismatch here

    printfn "%i" three
    printfn "%s" dogcat   

    0

不会编译,因此投诉失败:

    let dogcat = add dog cat
                     ^^^ - This expression was expected to have type int
                           but instead has type string

使用内联的合适位置的一个很好的例子是,当你想要定义一个泛型函数来反转带有2个参数的函数的参数的应用顺序时,例如

let inline flip f x y = f y x

正如@pad对这个问题的答案所做的那样 获取Array,List或Seq的第N个元素的不同参数顺序.

Answer 4

在F#组件的设计准则只提一点关于这一点.我的建议(与那里所说的完全一致)是:

• 不要用 inline
  • 例外:您可能会考虑inline在编写数学库时使用其他F#代码,并且您希望编写通用于不同数字数据类型的函数.

内联和静态成员约束的许多其他"有趣"用法用于"鸭子打字"类型的场景,有点像C++模板.我的建议是避免所有这些像瘟疫一样.

@kvb的答案更深入地探讨了"静态类型约束"是什么.