仓颉语言类型系统 Skill
- 类型系统概述
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仓颉是静态类型语言，支持子类型多态
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若参数/变量/返回类型为 T ，可接受 T 的任何子类型
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仓颉不支持不同类型之间的隐式转换（子类型到父类型不被视为"转换"）
- 子类型关系
2.1 子类型关系来源
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类继承：class Sub <: Super {} → Sub <: Super
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接口实现（含扩展实现）：类型实现接口后成为接口的子类型
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元组类型（协变，逐元素）：(C2, C4) <: (C1, C3) 若 C2 <: C1 且 C4 <: C3
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函数类型（参数逆变，返回协变）：(U1) -> S2 <: (U2) -> S1 当且仅当 U2 <: U1 且 S2 <: S1
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恒真关系：
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T <: T （自反性）
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Nothing <: T 对所有 T 成立
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T <: Any 对所有 T 成立
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C <: Object 对任何 class C 成立
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传递性：若 A <: B 且 B <: C ，则 A <: C
2.2 泛型类型的子类型关系
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根据泛型定义中的继承声明确定，如 class C<Z> <: I<Z, Z> {} → C<Bool> <: I<Bool, Bool>
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用户定义的泛型类型在类型参数处默认不型变（详见下文型变规则）
- 型变规则（Variance）
3.1 定义
设 A 、B 为类型，T 为类型构造器（含一个类型参数 X ）：
型变 条件 说明
不型变（invariant） T<A> <: T<B> 当且仅当 A = B
用户定义的泛型类型默认行为
协变（covariant） T<A> <: T<B> 当且仅当 A <: B
内建元组类型对每个元素协变
逆变（contravariant） T<A> <: T<B> 当且仅当 B <: A
内建函数类型在参数处逆变
3.2 仓颉中的规则
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用户自定义泛型类型：在所有类型变元处不型变
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例：给定 interface I<X> 和 D <: C ，I<D> <: I<C> 不成立
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仅当 A = B 时，I<A> <: I<B> 才成立
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内建元组类型：对每个元素类型协变
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内建函数类型：入参类型处逆变，返回类型处协变
注意：class 以外的类型实现接口，该类型和该接口之间的子类型关系不能作为协变和逆变的依据。
- 类型转换
4.1 无隐式转换
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仓颉无隐式类型转换（子类型到父类型不被视为"转换"）
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所有类型转换须显式进行
4.2 数值转换
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T(e) 其中 T 和 e 为任意数值类型（Int8 /Int16 /Int32 /Int64 /IntNative /UInt8 /UInt16 /UInt32 /UInt64 /UIntNative /Float16 /Float32 /Float64 ）
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可能溢出：编译时检测 → 错误；运行时 → 异常
4.3 Rune ↔ 整数转换
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UInt32(runeExpr) — 返回 Unicode 标量值
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Rune(intExpr) — 仅当值在 [0x0000, 0xD7FF] 或 [0xE000, 0x10FFFF] 范围内有效；否则编译报错或运行时抛异常
4.4 is 运算符
- e is T → Bool 。当 e 的运行时类型是 T 的子类型时返回 true
let b: Base = Derived() b is Derived // true b is Base // true
4.5 as 运算符
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e as T → Option<T> 。运行时类型是子类型时返回 Some(e) ，否则返回 None
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安全向下转型机制 — 无异常，仅返回 Option
let b: Base = Derived() b as Derived // Option<Derived>.Some(b) b as String // Option<String>.None
- 类型别名
5.1 声明
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关键字：type
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语法：type Alias = OriginalType
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不创建新类型 — 仅为替代名称
5.2 规则
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仅限顶层 — 不能在函数内定义
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原始类型须在别名定义处可见
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不允许循环引用 — 直接或间接循环均禁止
5.3 使用场景
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作为类型：var a: A = B() 其中 type A = B
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作为构造函数（当别名指向 class/struct 时）：A() 构造 B
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访问静态成员：A.foo() 、A.b
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访问枚举构造函数：Time.Day 其中 type Time = TimeUnit
5.4 限制
- 用户自定义类型别名不能用于类型转换表达式
5.5 泛型类型别名
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类型别名可声明类型参数
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不能对别名类型参数使用 where 约束
type RD<T> = RecordData<T>