Что такое Хиндли-Милнер?

https://stackoverflow.com/questions/399312

29-08-2019
|

Вопрос

Я столкнулся с этим термином Хиндли-Милнер, и я не уверен, что понимаю, что это значит.

Я прочитал следующие посты:

Стив Йегге - Динамические языки Наносят Ответный удар
Стив Йегге - Проблема с Пиноккио
Дэниел Спивак - Что такое Хиндли-Милнер?(и почему это круто?)

Но в википедии нет ни одной записи для этого термина, где обычно давалось бы мне краткое объяснение.
^{Примечание - у одного есть теперь добавлено}

Что это такое?
Какие языки и инструменты реализуют или используют это?
Не могли бы вы, пожалуйста, дать краткий ответ?

Решение

Хиндли-Милнер - это система типов обнаружен независимо Роджером Хиндли (который изучал логику) и позже Робином Милнером (который изучал языки программирования).Преимущества Hindley-Milner заключаются в следующем

Он поддерживает полиморфный функции;например, функция, которая может указать вам длину списка независимо от типа элементов, или функция, выполняющая поиск в двоичном дереве независимо от типа ключей, хранящихся в дереве.
Иногда функция или значение могут иметь более одного типа, как в примере с функцией длины:это может быть "список целых чисел в integer", "список строк в integer", "список пар в integer" и так далее.В этом случае существенным преимуществом системы Хиндли-Милнера является то, что каждый хорошо типизированный термин имеет уникальный "лучший" тип, который называется основной тип.Основным типом функции длины списка является "для любого a, функция из списка a к целому числу".Здесь a является так называемым "параметром типа", который является явный в лямбда - исчислении но неявный в большинстве языков программирования.Использование параметров типа объясняет, почему Hindley-Milner - это система, которая реализует параметрический полиморфизм.(Если вы напишете определение функции длины в ML, вы можете увидеть параметр type таким образом:
```
 fun 'a length []      = 0
   | 'a length (x::xs) = 1 + length xs
```
Если термин имеет тип Хиндли-Милнера, тогда основной тип может быть выведен без каких-либо объявлений типа или другие аннотации программиста.(Это смешанное благословение, как может подтвердить любой, кто когда-либо работал с большим куском ML-кода без аннотаций.)

Хиндли-Милнер является основой для системы типов почти каждого статически типизированного функционального языка.К таким широко используемым языкам относятся

Семейство ML (Стандартный МЛ и Объективный Caml)
Хаскелл
Чистый

Все эти языки расширили Хиндли-Милнер;Haskell, Clean и Objective Caml делают это амбициозными и необычными способами.(Расширения требуются для работы с изменяемыми переменными, поскольку базовый вариант Хиндли-Милнера можно изменить, используя, например, изменяемую ячейку, содержащую список значений неопределенного типа.Такие проблемы решаются с помощью расширения, называемого ограничение стоимости.)

Многие другие второстепенные языки и инструменты, основанные на типизированных функциональных языках, используют Hindley-Milner.

Хиндли-Милнер - это ограничение Система F, который допускает больше типов , но который требуются аннотации от программиста.

Другие советы

Возможно, вы сможете найти оригиналы статей с помощью Google Scholar или CiteSeer - или в местной университетской библиотеке.Первый достаточно старый, чтобы вам, возможно, пришлось найти переплетенные экземпляры журнала, я не смог найти его в Интернете.Ссылка, которую я нашел для другой, была разорвана, но могли быть и другие.Вы наверняка сможете найти статьи, в которых это цитируется.

Хиндли, Роджер Дж., Схема основного типа объекта в комбинаторной логике, Труды Американского математического общества, 1969.

Милнер, Робин, Теория полиморфизма типов, Журнал компьютерных и системных наук, 1978.

Простая реализация вывода типа Хиндли-Милнера на C# :

Вывод типа Хиндли-Милнера по S-выражениям (на языке Lisp), менее чем в 650 строках C#

Обратите внимание, что реализация находится в диапазоне всего 270 или около того строк C # (во всяком случае, для самого алгоритма W и нескольких структур данных, поддерживающих его).

Выдержка из использования:

    // ...

    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);

    // ...

...который дает:

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.

Смотрите также Реализация Брайана Маккенны на JavaScript на bitbucket, который также помогает начать работу (у меня сработало).

'ХТХ,

Лицензировано под: CC-BY-SA с атрибуция

Не связан с StackOverflow