编程语言：类型系统的本质

Posted 2023-03-15 禅与计算机程序设计艺术

0. 引子

我一直对编写更好的代码有浓厚的兴趣。如果你能真正理解什么是抽象，什么是具象，就能理解为什么现代编程语言中，接口和函数类型为什么那么普遍存在了。在使用函数式语言进行编程后，就能够很清晰地理解为什么随着时间的推移，更主流的语言开始采用函数式语言中的一些被认为理所当然的特性。

我将多年间学习类型系统和编程语言开发的经验汇聚起来，加以提炼，并辅以现实世界的应用，撰写了这篇文章。本文脉络如下：

1. 概述：什么是类型？为什么要引入类型的概念？

2. 编程语言中的基本类型

3. 类型组合

4. OOP与接口类型

5. 函数类型

6. 函子（Functor）和单子（Monad）

1. 概述：什么是类型？为什么要引入类型的概念？

类型系统设计的理论与日常生产软件之间存在直接的联系。这并不是一个革命性的发现：复杂的类型系统特性之所以存在，就是为了解决现实世界的问题。

本节介绍类型和类型系统，讨论它们为什么存在以及为什么有用。我们将讨论类型系统的类型，并解释类型强度、静态类型和动态类型。

两个术语：类型、类型系统

类型

类型是对数据做的一种分类，定义了能够对数据执行的操作、数据的意义，以及允许数据接受的值的集合。编译器和运行时会检查类型，以确保数据的完整性，实施访问限制，以及按照开发人员的意图来解释数据。

类型系统

类型系统是一组规则&#x