46、一等多态组件的子类型化

一等多态组件的子类型化

在现代编程中，类型系统和子类型化是至关重要的概念。它们有助于提高代码的安全性、可读性和可维护性。本文将介绍一种静态类型、基于类的面向对象语言，其中类是一等多态值，并探讨其类型系统和子类型化算法。

1. 引言

当考虑编程语言的本质，特别是具有子类型化和等递归类型的编程语言时，F≤语言常常会被提及。它是多态 lambda 演算的扩展，引入了子类型的概念。在面向对象编程中，像 Abadi 和 Cardelli 的对象演算以及 Momi 等语言，都是表达面向对象机制的良好示例。然而，它们用于关联类、对象和混合体的子类型化关系，远不如 F≤的灵活。这些语言使用的是不变宽度子类型化关系和有限的递归子类型化关系，这种表达能力的差距源于将 self 引用编码为方法的通用值参数时出现的不健全问题。

在 FJ 中，类型的结构等价性被基于名称的等价性所取代，这有助于克服递归类型子类型化的问题。实际上，尽管结构等价性在一些实验性编程语言（如 OCaml 和 Modula3）中被采用，但在主流面向对象语言中似乎并未产生重大影响。

随着通用编程框架中动态加载、后期绑定和移动代码的使用日益增加，寻找组件之间更灵活的兼容性标准变得尤为重要。现代面向对象语言实现的基于名称的扩展和子类型化，会创建一个基于类和接口名称的刚性层次结构，这意味着需要使用全局名称空间，并且不允许两个分别组合相同接口集的类兼容。虽然可以通过显式使用包装对象来重定向方法调用，使两个原本不兼容的类兼容，但结构等价性才是解决这类问题的最自然解决方案。

在之前的工作中，我们提出了一种使用类型结构等价性的面向对象组件演算，并将其移植到一个实验性语言中，该语言编译后可在 Java 框架上运