Алгебраические типы данных вне функциональных языков?

Какие языки, которые не являются исключительно функциональными, имеют алгебраические данные типы (или что-то подобное) и сопоставление образцов? Меня также интересуют языки с несколькими парадигмами - я знаю, что Ocaml и F # - это диалекты ML с добавлением OO, поэтому они наследуют алгебраические типы данных от ML.

Они могут быть эмулированы с использованием enum и union (как в C, С++,... больше?), но это скоро становится громоздким и уродливым, и компилятор не может вас предупредить, если вы забудьте случай в вашем сопоставлении с образцом или (гораздо более уязвимый и более опасный) при доступе к союзу "неправильно", т.е. вы запрашиваете поле значения Left, когда оно фактически является значением Right (что вы получаете тогда бессмысленную переинтерпретацию битов, которые бывают там).

Я слышал, что Паскаль имеет что-то вроде помеченных объединений и Язык Cyclone поддерживает тегированные союзы. Википедия также упоминает Аду и Алгол. Любые другие языки?

(Если вы никогда не слышали об алгебраических типах данных, вы можете прочитать ответ на вопрос "Что такое" соответствие шаблонов "на функциональных языках?" для отличного введения).

ОТВЕТЫ

Ответ 1

В Scala вы обычно используете case class es для эмуляции алгебраических типов данных, как это показано на реальных синих функциональных языках, таких как ML и Haskell.

Например, следующий код F # (взятый из здесь):

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

можно приблизительно перевести на Scala следующим образом:

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
}

Ключевое слово sealed используется для того, чтобы компилятор предупреждал вас, если вы забудете любой case в выражении match.

Ответ 2

В Mozilla Rust язык, алгебраические типы данных и сопоставление образцов - важные понятия. Синтаксис также довольно хорош. Рассмотрим следующую простую программу:

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);
}

Ответ 4

Erlang имеет динамическую систему типов, поэтому он не предоставляет никаких гарантий, которые вы цитируете, но код Erlang имеет тенденцию выглядеть как продукт алгебраической системы типов:

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

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

Ответ 5

Я думаю, что Whiley будет квалифицироваться. В то время как у Новых есть типы записей (например, продукт) и объединения типов (т.е. Сумма), следовательно.

Соответствие возможно только по типу, т.е. вы можете спросить, является ли значение с типом union одним из типов в объединении, а затем значение "перепечатывается", и вы можете получить доступ к полям типа, который вы проверен.