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OCamlでUninhabited typeを書くいくつかの方法

Last updated at Posted at 2020-12-10

これはML Advent Calendar 2020 11日目の記事です。

OCamlでUninhabited type(値の存在しない型)を書くための方法をいくつか紹介します。

空のバリアント型を使う

現在書くならいちばん素直な方法。

type void = |

refutation caseを使うと absurd 関数が書ける。

let absurd : void -> 'a = function _ -> .

ちなみに空の多相バリアント型は書けない。間違って下のように書くと、 [] という唯一のデータコンストラクタを持つ void 型が定義されてしまう(OCaml 4.03.0 から [](::) をユーザー定義型のコンストラクタとして使えるようになった)。

type void = []

GADTを使う

GADTで型の等価性述語をつくり、それでありえない等価性を表現しようとする。

type (_, _) eq = Eq : ('a, 'a) eq

type void = (int, string) eq

型チェッカーは intstring なことを知っているので refutation case で納得してくれる。

let absurd : void -> 'a = function _ -> .

レコードの多相フィールドを使う

∀a. a で⊥を表現するやつ。

type void = { v : 'a. 'a }

let absurd x = x.v

🙅‍♂️type void = Void of void

実は let rec でふつうに値が作れてしまう(リファレンスマニュアルの 8.1 Recursive definitions of values の節を参照)。

type void = Void of void

let rec absurd (Void x) = absurd x

let rec void = Void void

レコードの多相フィールドの場合は、同じことをすると(当然)型エラーになる。

let rec void = {v = void}
(*
Line 1, characters 20-24:
Error: This field value has type 'b which is less general than 'a. 'a
*)

🙅‍♂️type void

type void

type void は一見よさそうだが、OCaml的には型定義の実体をシグネチャで隠蔽した場合と区別できない。Standard MLのようにdatatype宣言が分かれていればどうにかなったのだろうが。

おまけ: Haskellの場合

Haskell 2010からdata宣言の右辺が必須でなくなったので data Void でよい。

data Void

absurd :: Void -> a
absurd a = case a of {}

参考

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