Komuniti pengaturcaraan Haskell sedang terlibat dalam perbincangan hangat mengenai sama ada newtypes benar-benar memberikan keselamatan jenis yang dijanjikan, atau adakah ia hanya konvensyen penamaan yang canggih yang boleh dipintas dengan mudah. Perdebatan ini berpunca daripada artikel terbaru yang berhujah bahawa newtypes menyediakan jaminan keselamatan yang lebih lemah daripada apa yang dipercayai oleh ramai pembangun.
Perbezaan Keselamatan Teras
Perbincangan ini berpusat pada dua pendekatan yang berbeza secara asas terhadap keselamatan jenis: keselamatan intrinsik dan ekstrinsik. Keselamatan intrinsik bermaksud sistem jenis itu sendiri menghalang keadaan tidak sah daripada diwakili - tiada cara untuk mencipta nilai yang tidak sah. Keselamatan ekstrinsik pula bergantung pada disiplin pengaturcara dan sempadan modul untuk mengekalkan invarian.
Apabila pembangun menggunakan jenis data algebra dengan konstruktor eksplisit seperti One | Two | Three | Four, pengkompil boleh mengesahkan bahawa semua kes dikendalikan. Tetapi dengan newtypes yang membalut jenis asas seperti integer, fungsi sering memerlukan kes catch-all dengan ralat masa jalan, mewujudkan titik kegagalan berpotensi yang hanya muncul semasa pelaksanaan dan bukannya kompilasi.
Nota: Jenis data algebra membolehkan anda mentakrifkan jenis dengan menggabungkan jenis lain, seperti mencipta jenis yang hanya boleh menjadi One, Two, Three, atau Four.
Perbandingan Keselamatan Intrinsik vs Ekstrinsik
| Pendekatan | Mekanisme Keselamatan | Jaminan Masa Kompilasi | Ralat Masa Jalanan | Overhed Penyelenggaraan |
|---|---|---|---|---|
| Intrinsik ( ADTs ) | Penguatkuasaan sistem jenis | Liputan kes penuh | Dihapuskan | Rendah |
| Ekstrinsik ( Newtypes ) | Sempadan modul | Terhad | Mungkin | Tinggi |
Masalah Sempadan Modul
Ahli komuniti menunjukkan bahawa newtypes mewujudkan apa yang setara dengan masalah kod dipercayai. Walaupun menyembunyikan konstruktor dalam modul memberikan sedikit perlindungan, ia memerlukan kewaspadaan berterusan untuk memastikan tiada kod dalam modul tersebut secara tidak sengaja mencipta nilai tidak sah. Seorang pembangun menyatakan bahawa pendekatan ini memerlukan audit teliti bagi setiap perubahan untuk mencegah pepijat halus daripada merayap masuk.
Cabaran menjadi lebih jelas apabila berurusan dengan instance kelas jenis. Jika newtype perlu melaksanakan antara muka biasa seperti Monoid, pembangun mungkin secara tidak sengaja mencipta laluan yang memintas mekanisme keselamatan yang dimaksudkan. Ini mewujudkan overhed penyelenggaraan dan kelemahan keselamatan berpotensi yang tidak wujud dengan pendekatan intrinsik yang benar-benar.
Nota: Monoid adalah konsep matematik dalam pengaturcaraan yang mewakili jenis dengan operasi bersekutu dan elemen identiti, seperti penambahan dengan sifar.
Aplikasi Praktikal dan Penyelesaian Alternatif
Walaupun terdapat had ini, komuniti mengakui bahawa newtypes mempunyai tujuan praktikal penting di luar keselamatan. Ia amat berharga untuk mengatasi sekatan Haskell iaitu satu instance kelas jenis bagi setiap jenis, membolehkan pembangun menyediakan pelbagai pelaksanaan untuk jenis asas yang sama.
Sesetengah pembangun berhujah bahawa faedah penamaan dan dokumentasi newtypes tidak sepatutnya dipandang ringan. Walaupun ia tidak menyediakan keselamatan yang kalis peluru, ia menjadikan kod lebih mudah dibaca dan membantu mencegah kesilapan mudah seperti mencampuradukkan ID pengguna dengan ID produk. Perspektif ini mencadangkan bahawa keselamatan jenis yang sempurna tidak selalunya diperlukan jika alternatif menyediakan faedah praktikal yang mencukupi.
Kes Penggunaan Newtype Selain Keselamatan
- Penyelesaian Type Class: Menyediakan pelbagai instance untuk jenis asas yang sama (contohnya,
SumdanProductuntuk nombor) - Penjenamaan Ruang Nama: Mewujudkan parameter jenis yang berbeza untuk fungsi generik
- Dokumentasi Kod: Menjadikan tandatangan fungsi lebih mudah dijelaskan sendiri
- Keselamatan Pemfaktoran Semula: Mencegah percampuran tidak sengaja nilai yang berbeza secara semantik tetapi sama secara struktur
Pendekatan Alternatif dan Perbandingan Bahasa
Perbincangan telah berkembang untuk merangkumi perbandingan dengan bahasa pengaturcaraan lain. Pembangun Rust menyebut penggunaan newtypes dengan pelaksanaan Deref untuk mendapat keselamatan jenis tanpa kehilangan ergonomik. Sementara itu, penyokong structural typing berhujah bahawa terlalu fokus pada nama terlepas gambaran besar transformasi data.
Kemenangan terbesar daripada bahasa bertaip datang daripada menggunakan teknik asas ini.
Sesetengah ahli komuniti mencadangkan bahawa penyelesaian sebenar mungkin melibatkan penambahbaikan peringkat bahasa, seperti sokongan yang lebih baik untuk jenis terkekang atau sistem modul yang lebih canggih yang boleh menguatkuasakan invarian dengan lebih dipercayai.
Falsafah Sistem Jenis yang Lebih Luas
Perdebatan ini mencerminkan perpecahan falsafah yang lebih mendalam mengenai apa yang sepatutnya dicapai oleh sistem jenis. Sesetengah pembangun mengutamakan ketegasan matematik dan jaminan masa kompil, manakala yang lain menghargai faedah praktikal seperti organisasi kod yang diperbaiki dan pengurangan beban kognitif semasa pembangunan.
Konsensus nampaknya ialah newtypes menduduki kedudukan tengah - ia lebih daripada sekadar konvensyen penamaan tetapi kurang daripada keselamatan jenis sebenar. Untuk kebanyakan aplikasi dunia sebenar, kedudukan tengah ini menyediakan perlindungan yang mencukupi sambil kekal praktikal untuk dilaksanakan dan diselenggara. Walau bagaimanapun, pembangun yang bekerja pada sistem kritikal mungkin perlu melabur dalam pendekatan yang lebih kukuh, walaupun ia memerlukan kerumitan tambahan.
Rujukan: Names are not type safety