Глава 12 Расширения языка

23 Операторы связывания

• 23.1 Примеры
• 23.2 Конвенции
• 23.3 Общие правила десугаринга
• 23.4 Короткая запись для связывания переменных (let-punning)

(Введено в версии 4.08.0)

Операторы связывания предлагают синтаксический сахар для экспонирования функций библиотеки в (варианте) знакомой синтаксической конструкции стандартных ключевых слов. В настоящее время поддерживаются «операторы связывания» let<op> и and<op>, где <op> — символ оператора, например and+$.

Операторы связывания были введены для удобного синтаксиса работы с монадами и аппликативными функторами; для них мы предлагаем конвенции, использующие операторы * и + соответственно. Они могут использоваться и для других целей, но следует помнить, что каждое новое незнакомое обозначение усложняет понимание программ для неспециалистов. Мы ожидаем, что новые конвенции будут разрабатываться со временем и для других семейств операторов.

23.1 Примеры

Пользователи могут определять операторы let:

let ( let* ) o f =
  match o with
  | None -> None
  | Some x -> f x

let return x = Some x

val ( let* ) : 'a option -> ('a -> 'b option) -> 'b option = 
val return : 'a -> 'a option = 

а затем применять их, используя удобный синтаксис:

let find_and_sum tbl k1 k2 =
  let* x1 = Hashtbl.find_opt tbl k1 in
  let* x2 = Hashtbl.find_opt tbl k2 in
    return (x1 + x2)

val find_and_sum : ('a, int) Hashtbl.t -> 'a -> 'a -> int option = 

что эквивалентно следующей развернутой форме:

let find_and_sum tbl k1 k2 =
  ( let* ) (Hashtbl.find_opt tbl k1)
    (fun x1 ->
       ( let* ) (Hashtbl.find_opt tbl k2)
         (fun x2 -> return (x1 + x2)))

val find_and_sum : ('a, int) Hashtbl.t -> 'a -> 'a -> int option = 

Пользователи также могут определять операторы and:

module ZipSeq = struct

  type 'a t = 'a Seq.t

  open Seq

  let rec return x =
    fun () -> Cons(x, return x)

  let rec prod a b =
    fun () ->
      match a (), b () with
      | Nil, _ | _, Nil -> Nil
      | Cons(x, a), Cons(y, b) -> Cons((x, y), prod a b)

  let ( let+ ) f s = map s f
  let ( and+ ) a b = prod a b

end

module ZipSeq :
  sig
    type 'a t = 'a Seq.t
    val return : 'a -> 'a Seq.t
    val prod : 'a Seq.t -> 'b Seq.t -> ('a * 'b) Seq.t
    val ( let+ ) : 'a Seq.t -> ('a -> 'b) -> 'b Seq.t
    val ( and+ ) : 'a Seq.t -> 'b Seq.t -> ('a * 'b) Seq.t
  end

чтобы поддержать синтаксис:

open ZipSeq
let sum3 z1 z2 z3 =
  let+ x1 = z1
  and+ x2 = z2
  and+ x3 = z3 in
    x1 + x2 + x3

val sum3 : int Seq.t -> int Seq.t -> int Seq.t -> int Seq.t = 

что эквивалентно следующей развернутой форме:

open ZipSeq
let sum3 z1 z2 z3 =
  ( let+ ) (( and+ ) (( and+ ) z1 z2) z3)
    (fun ((x1, x2), x3) -> x1 + x2 + x3)

val sum3 : int Seq.t -> int Seq.t -> int Seq.t -> int Seq.t = 

23.2 Конвенции

Аппликативный функтор должен предоставить модуль, реализующий следующий интерфейс:

module type Applicative_syntax = sig
  type 'a t
  val ( let+ ) : 'a t -> ('a -> 'b) -> 'b t
  val ( and+ ): 'a t -> 'b t -> ('a * 'b) t
end

где (let+) привязан к операции map, а (and+) — к операции монадного произведения.

Моната должен предоставить модуль, реализующий следующий интерфейс:

module type Monad_syntax = sig
  include Applicative_syntax
  val ( let* ) : 'a t -> ('a -> 'b t) -> 'b t
  val ( and* ): 'a t -> 'b t -> ('a * 'b) t
end

где (let*) привязан к операции bind, а (and*) — также к операции монадного произведения.

23.3 Общие правила десугаринга

Форма

let<op0>
  x1 = e1
and<op1>
  x2 = e2
and<op2>
  x3 = e3
in e

преобразуется в

( let<op0> )
  (( and<op2> )
    (( and<op1> )
      e1
      e2)
    e3)
  (fun ((x1, x2), x3) -> e)

Это, конечно, работает для любого количества вложенных операторов and. Можно выразить общее правило, повторяя следующие шаги упрощения:

• Первый оператор and в
  let<op0> x1 = e1 and<op1> x2 = e2 and... in e
  может быть преобразован в применение функции
  let<op0> (x1, x2) = ( and<op1> ) e1 e2 and... in e.
• После того, как все операторы and будут упрощены, оператор let в
  let<op> x1 = e1 in e
  может быть преобразован в применение
  ( let<op> ) e1 (fun x1 -> e).

Обратите внимание, что грамматика допускает смешение различных символов операторов в одном связывании (<op0>, <op1>, <op2> могут быть различными), но мы настоятельно рекомендуем API, в которых операторы let и операторы and, работающие совместно, используют один и тот же символ.

23.4 Короткая запись для связывания переменных (let-punning)

(Введено в версии 4.13.0)

Когда выражение, к которому производится связывание, является переменной, удобно использовать сокращённую запись let+ x in ..., которая преобразуется в let+ x = x in .... Эта запись, также известная как let-punning, позволяет записать функцию sum3 выше более кратко:

open ZipSeq
let sum3 z1 z2 z3 =
  let+ z1 and+ z2 and+ z3 in
  z1 + z2 + z3

val sum3 : int Seq.t -> int Seq.t -> int Seq.t -> int Seq.t = 

Это обозначение также поддерживается для расширений узлов, преобразуя let%foo x in ... в let%foo x = x in .... Однако, чтобы избежать путаницы, это обозначение не поддерживается для простых связываний let.