类型系统
复习
- 名字解析：确定名字指向哪个定义
- 集合与映射：以键索引值的抽象
- 变量与类型：名字代表数据
TL;DR
- 类型描述“这个值能做什么运算”
- 类型系统用规则约束哪些操作合法
- 类型检查能在编译期发现大量错误
- 类型让程序更安全，也给编译器更多信息
正文
“类型”这个词我们用了很多次，现在该正面回答：它到底是什么，又有什么用？
类型：值的集合与允许的操作
一个类型，可以理解成两件事：
- 一组可能的值（整数类型，就是所有整数）
- 这些值允许的运算（整数能加减乘除，字符串能拼接）
所以类型不只是“给数据贴个标签”，它真正规定的是“这样的值，能参与哪些运算”。给一个整数去做“取字符长度”，本身就是没有意义的——类型系统要拦的就是这类错误。
用规则划出合法边界
类型系统（type system）就是一套规则，规定在什么情况下，哪些运算、赋值、调用是合法的。
比如“两个整数可以相加，结果是整数”“整数不能直接和字符串相加”“函数调用时实参类型要匹配形参类型”……这些规则组合起来，就构成了这门语言的类型系统。它像一份“操作手册”，约束程序别做出无意义的动作。
为什么要在编译期检查
类型检查可以在编译期（写代码时）或运行期（程序跑起来后）进行：
- 静态检查（编译期）：在程序运行前就把类型错误找出来
- 动态检查（运行期）：等真正执行到那一步才发现
静态检查的好处很大：错误暴露得早，改起来便宜。 不用等到上线、不用等某个罕见的输入触发，编译器当场就能指出“这里类型不对”。而且，知道了类型，编译器还能更聪明地生成代码、做优化。
这也是很多语言强调静态类型的理由：多花一点声明成本，换来回更早、更全面的错误检查，以及更好的性能。
思考题 1
类型在程序里，到底描述了什么？
思考题 2
静态类型检查，相比等到运行时才发现错误，有什么好处？
小结
知识点
- 类型描述一组值及其允许的运算
- 类型系统规定哪些操作合法
- 类型检查可分静态（编译期）与动态（运行期）
- 静态检查能更早发现错误，并利于优化
参考资料
- Wikipedia(zh)：类型系统：约束程序操作的规则集合
- Wikipedia(zh)：数据类型：一组值及可对其进行的操作
思考题答案（仅供参考）
思考题 1
它描述了一组可能的值，以及这些值允许参与的运算。换句话说，类型规定了“这样的数据能做什么、不能做什么”，而不只是给数据贴一个标签。
思考题 2
好处是错误暴露得更早：在程序运行前就能发现类型不匹配，改起来成本低，也不必依赖某个特定输入才触发。同时，类型信息还能帮助编译器生成更高效的代码。
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设计师 | 南国微雪