ML 语言的 Option 类型

options 类型不是很好理解，我写下 coursera 上的讲解、例子和自己的理解，来帮助自己和看到这篇的你们来梳理想法。

Example

fun old_max (xs : int list) =
    if null xs
    then 0
    else if null (tl xs)
    then hd xs
    else
        let val tl_ans = old_max(tl xs)
        in 
            if hd xs > tl_ans
            then hd xs
            else tl_ans
        end

使用 options 类型的动机

让 max 函数在 list 空时返回 0 这种处理方式很糟

• 可以抛出一个异常
• 可以返回一个包含 0 个元素或 1 个元素的 list
  • 这种方式可行但不好，因为返回空这种情况很常见，而且针对这种情况，已经设计了专门的 options 来处理

Options

• 对于任意的 t 类型，t option 都是一种类型
  • （很像 t list，但是区别于 list，是一种不同的类型）

创建：

• NONE 类型为 'a option （类似于 [] 的类型 'a list）
• SOME 如果 e 的类型为 t，那么 e 就拥有类型 t option （类似 e :: []）

访问：

• isSome 'a option -> bool，如果值为 SOME，返回 true，如果为 NONE，返回 false
• valOf 'a option -> 'a，从 option 类型中取值，如果给出 NONE 则抛出异常

注：个人感觉跟 java 的泛型有点像。

A Better Implementation

(* better: returns an int option *)

(* fn : int list -> int option *)
fun max1 (xs : int list) =
    if null xs
    then NONE
    else 
        let val tl_ans = max1(tl xs)
        in  if isSome tl_ans andalso valOf tl_ans > hd xs
            then tl_ans
            else SOME (hd xs) 
        end

• andalso 在这里类似 java 中的 &&，条件与；类似的 orelse 表示或。
• 这种方式虽然不错，但每次都要使用 isSome 检查类型是否为 NONE，每次都要使用 valOf 取值。

A Little Bit Better Implementation

(* looks the same as max1 to clients
    implementation avoids valOf *)
fun max2 (xs : int list) =
    if null xs
    then NONE
    else let
        fun max_nonempty (xs : int list) =
            if null (tl xs)
            then hd xs
            else let val tl_ans = max_nonempty(tl xs)
                 in
                     if hd xs > tl_ans
                     then hd xs
                     else tl_ans
                 end
    in
        SOME (max_nonempty xs)
    end

小结：任意的类型都可以包装成对应的 Option。NONE 是一种 Option，如果把整数 3 包装成 Option，则是 SOME 3，SOME e 表示把表达式 e 包装成 Option 类型，isSome t 表示查看 t 的类型是否为 Option，而 valOf 则是取出 Option 类型中的值，比如 valOf(SOME 3) 为 3。