Rust 和 C++ 中的类型推断

主要观点:C++和Rust在类型推断方法上有显著差异,这带来了深远影响,且Rust的类型推断方式使其无法支持某些C++的语言特性。

关键信息和重要细节

  • 类型推断概述:许多编程语言有类型推断功能,允许编译器分析代码并推导值或表达式的类型。静态类型编程语言需显式标注类型,否则编译器会报错。类型推断的实际结果是程序员不必每次都显式写出类型,编译器可自行推断。
  • C++的类型推断:C++的autodecltype关键字可告诉编译器用表达式导出的类型替换特定标记,编译器“向后看”,参考已知数据来推断类型。例如在变量声明和函数返回类型中使用auto。模板在C++中也允许使用auto作为函数参数类型,其工作方式类似模板实例化。另外还有复杂的类模板参数推导(CTAD)规则。
  • Rust的类型推断:Rust使用Hindley-Milner类型推断,编译器“向前向后看”,检查是否有矛盾或歧义,若没有则唯一指定所有类型。Rust中可通过collect等函数以泛型、推断的方式处理类型,函数定义具有负载性。
  • 差异及影响:C++中auto类型推断基于初始化右侧的值来推导变量类型,而Rust不能仅通过初始化右侧来推导变量类型,需向前看变量的使用方式来推导。这种差异导致在处理代码时的方式不同,C++类型处理更像是逐行进行,Rust则更具声明性。
  • Hindley-Milner类型推断:HMTI是Rust类型推断的基础,许多其他语言也使用它,如Haskell等。其工作原理大致是自底向上遍历抽象语法树并推导类型,处理泛型时类似。
  • 影响及示例(以Swift为例):Rust的类型推断有效是因为限制了一些特性,如无函数重载、无隐式转换等。添加可能增加函数调用歧义的特性会导致更多的注解需求。Swift尝试结合Hindley-Milner类型推断与一些类似隐式转换的特性,却导致编译器在处理某些简单表达式时出现类型检查困难,出现性能问题。
  • 结论:带有Hindley-Milner类型推断语义的编译器要么有糟糕的性能,要么不能有类似“编译器选择最佳选项”的特性。Rust和C++在类型系统上有根本差异,“让人类明确指定一切,编译器处理歧义”的方式更易读。

总的来说,C++和Rust在类型系统和编程方式上有很大不同,理解这些差异对于理解两种语言很重要。

阅读 8
0 条评论