如何在f＃中为受歧视的联合定义运算符

Question

我有代码来实现基元之间的一些几何操作

type point = double * double
type shape =
    | Point of point
    | Line of point * point
    | Vector of point
    | Circle of point * double
    with
    member this.ToString = function
        | Point (x,y) -> sprintf "(%f; %f)" x y
        | Vector (x,y) -> sprintf "(%f; %f)" x y
        | Line ((x0,y0),(x1,y1)) -> sprintf "(%f; %f)->(%f; %f)" x0 y0 x1 y1
        | Circle ((x0,y0),radius) -> sprintf "(%f; %f)r%f" x0 y0 radius


let inline (-) (Point (x0,y0)) (Point (x1,y1)) = Vector (x0-x1,y0-y1) 
let inline (+) (Point (x0,y0)) (Vector (x1,y1)) = Point (x0+x1,y0+y1)

并且编译器说操作符上的模式匹配并不详尽，尽管这只是一个警告。 如何在没有编译器抱怨的情况下，只在DU的特定子类型之间正确实现运算符？

Answer 1

运算符通常定义为静态成员：

type shape =
    ...
    static member (-) (x, y) =
        match x, y with
        | Point (x0,y0), Point (x1,y1) -> Vector (x0-x1,y0-y1) 
        | Point (x0,y0), Vector (x1,y1) -> Point (x0+x1,y0+y1)
        | _ -> failwith "invalid arguments"

关于你的尝试的一些注意事项：

1. union case不是类型，因此它们不能用于定义方法重载
2. 函数不能重载

Answer 2

作为一个侧面说明，你有另外一个问题，这是ToString应符合在this ，但现在在一个匿名参数（相匹配，而不必型unit -> string ，它的shape -> string 。此外，它应该是用override声明，而不是member （这也会指出签名是错误的）。

Answer 3

基本问题是在编译时，编译器不知道您选择创建哪个特定形状实例。 因此，任何限制都必须在运行时完成，或者对类型施加额外的约束。 我认为运行时检查最优雅的解决方案就像是

type shape = ...
    static member (-) (a,b) = 
        match (a,b) with 
        |Point(c,d),Point(e,f) -> ... 
        |Point(c,d),Vector(e,f) -> ...
        | _ -> failwith "Can't add these shapes"

或者，您可以更改形状以将点和矢量作为不同DU的子类型，如下所示

type addable = |Point of point |Vector of point

然后相应地修改shape 。

Answer 4

我会做以下事情：

type PointT = double * double
type Shape =
    | Point of PointT
    | Line of PointT * PointT
    | Vector of PointT
    | Circle of PointT * double
    with
    member this.ToString = function
        | Point (x,y) -> sprintf "(%f; %f)" x y
        | Vector (x,y) -> sprintf "(%f; %f)" x y
        | Line ((x0,y0),(x1,y1)) -> sprintf "(%f; %f)->(%f; %f)" x0 y0 x1 y1
        | Circle ((x0,y0),radius) -> sprintf "(%f; %f)r%f" x0 y0 radius

let inline (-) (p0 : Shape) (p1 : Shape) : Shape option =
    match p0, p1 with
    | Point(x0, y0), Point(x1, y1) -> Some(Vector(x0 - x1, y0 - y1))
    | _ -> None

let inline (+) (p0 : Shape) (p1 : Shape) : Shape option =
    match p0, p1 with
    | Point(x0, y0), Vector(x1, y1) -> Some(Point(x0 + x1, y0 + y1))
    | _ -> None