函数式语言之外的代数数据类型？

Question

哪些不仅仅是功能性的语言具有代数数据类型(或类似的东西)和模式匹配？我也对多范式语言感兴趣 - 我知道Ocaml和F#是添加了OO的ML方言,因此它们继承了ML的代数数据类型.

它们可以使用enums和unions 进行模拟(如C,C++,...更多？),但这很快变得麻烦和丑陋,如果你在模式匹配中忘记了一个案例,编译器就无法发出警告或者(更可行,更危险)当以"错误的方式"访问联合时,即,Left当它实际上是一个值时,你要求一个值的字段Right(你得到的是对碰巧发生的那些位的无意义的重新解释)在那里).

我听说Pascal有类似标记的联合,而Cyclone语言也支持标记的联合.维基百科还提到了阿达和阿尔戈尔.还有其他语言吗？

(如果您从未听说过代数数据类型,您可以阅读函数式语言中"什么是'模式匹配'的答案？"以获得精彩的介绍.

Answer 1

在Scala中,您通常使用case classes来模拟真正的蓝色函数语言(如ML和Haskell)中的代数数据类型.

例如,遵循F#代码(取自此处):

type Shape =
| Circle of float
| EquilateralTriangle of double
| Square of double
| Rectangle of double * double

let area myShape =
    match myShape with
    | Circle radius -> Math.PI * radius * radius
    | EquilateralTriangle s -> (sqrt 3.0) / 4.0 * s * s
    | Square s -> s * s
    | Rectangle (h, w) -> h * w

可以粗略地翻译成Scala如下:

sealed abstract class Shape
case class Circle(radius: Float) extends Shape
case class EquilateralTriangle(side: Double) extends Shape
case class Square(side: Double) extends Shape
case class Rectangle(height: Double, width: Double) extends Shape

def area(myShape: Shape) = myShape match {
  case Circle(radius) => math.Pi * radius * radius
  case EquilateralTriangle(s) => math.sqrt(3.0) / 4.0 * s * s
  case Square(s) => s * s
  case Rectangle(h, w) => h * w
}

在sealed上述用于有编译器关键字发出警告的情况下,你忘记任何case在match表达式.

Answer 2

在Mozilla的Rust语言中,代数数据类型和模式匹配是重要的概念.语法也相当不错.考虑以下简单程序:

static PI: f32 = 3.14159;

enum Shape {
    Circle(f32),
    Rectangle(f32, f32),
    Point
}

fn area(shape: Shape) -> f32 {
    match shape {
        Point                    => 0.0
        Circle(radius)           => PI * radius * radius,
        Rectangle(width, height) => width * height,
    }
}

fn main() {
    let radius = 4.0;
    let circle = Circle(radius);
    let area = area(circle);
    println!("The area of a circle with radius {} is {}", radius, area);
}

Answer 3

Mercury将逻辑编程语言称为歧视联盟.嵌入在Prolog中的约束语言CHR 也有它们,但它们完全是可选的,一般的Prolog术语是默认类型.

Answer 4

Erlang有一个动态类型系统,所以它不提供你引用的任何保证,但Erlang代码看起来往往看起来像代数类型系统的产品:

count([]) -> 0;
count([H|T]) -> 1 + count(T).

length({rect, X, Y}) -> math:sqrt(X*X + Y*Y);
length({polar, R, _A}) -> R.