如何使用 OCaml 编译器打印表达式的内容

Question

在 OCaml 中使用编译器时，我希望打印以下 3 个表达式的答案：

map (fun s -> s^"to") ["tak";"tok";"tek"] ;; 

map (fun x -> x >= 0) [ 7 ; -13; -103; 79; 1230 ];; 

map List.hd [ [false;false;true] ; [false;true;true]; [true;false;true]];;

当我使用 OCaml 顶级解释器时，我得到了所需的正确答案，分别是：

> map (fun s -> s^"to") ["tak";"tok";"tek"] ;; 
> - : string list = ["takto"; "tokto"; "tekto"]

> map (fun x -> x >= 0) [ 7 ; -13; -103; 79; 1230 ];; 
> - : bool list = [true; false; false; true; true]

> map List.hd [ [false;false;true] ; [false;true;true]; [true;false;true] ];;
> - : bool list = [false; false; true]

如何使用 OCaml 编译器复制它？如何编写完成工作所需的打印说明？

Answer 1

的确如此，OCaml 顶层 (REPL) 有一个通用打印机，在编译代码中不可用。

如果您刚刚开始使用 OCaml，我认为最好是手动编写您自己的打印函数。这将使您专注于学习语言的基础知识，而不是花哨的扩展方法。

例如，这是一个将字符串列表写入标准输出的函数：

let print_strings sl =
    let q s = "\"" ^ s ^ "\"" in
    Printf.printf "[ %s ]\n" (String.concat "; " (List.map q sl))

当然，字符串是最简单的情况，因为它们已经可以打印了。但是您可以非常相似地处理其他情况。

有一种方法可以使用 Printf.printf "%b"

打印布尔值

Answer 2

几乎¹不可能，因为 OCaml 编译器会将程序翻译成二进制形式并删除类型信息。换句话说，程序编译后运行时，运行时只能看到机器整数，而没有关于该整数是否应被视为指向字符串、实整数、用户定义数据类型等的指针的信息.

事实上，许多编译语言都是如此，例如 C 或 C++。它们还要求用户提供用于打印其数据类型的特定函数，并在调用打印机时指定类型。

在 OCaml 中，我们通常使用 Format 模块中的 printf 函数进行打印。此函数与 C/C++ 中的相同函数非常相似（除了它是类型安全的），例如

open Format

let () = 
  printf "Hello, %s world\n%!" "cruel";
  printf "Hello, %d times!\n%!" 42

如您所见，特殊格式说明符，如 %s 或 %d 指定参数的类型。所以 %d 需要一个 int 类型的参数，而 %s 需要 string 之一，还有 %c 用于 char ， %b 对于 bool 等等。此外，%!说明符代表flush，它会立即将信息输出到控制台设备（否则可能会被缓冲）。

还有一个通用的 %a 说明符，它不需要一个参数，而是两个 - 一个函数，它将告诉如何打印参数和参数本身。它用于打印抽象类型的值，因此得名 %a。有一个约定，定义抽象类型的模块还提供一个名为 pp 的函数，它指定应该如何打印这个值，例如，

let () = printf "Hello, abstract student %a\n%!" Student.pp s

其中 Student 模块可能定义为

struct Student : sig 
   type t 
   val create : string -> int -> t
   val pp : Format.formatter -> t -> unit
end = struct 
   type t = {name : string; cls : int}
   let create name cls  = {name; cls}
   let pp ppf {name; cls} = 
      Format.fprintf ppf "%s of %d" name cls
end

对于其他库提供的模块，您可以寻找 pp 作为通用打印机的功能。如果不存在，您也可以尝试将 to_string 与 %s 说明符一起使用。

Format 模块（它是 OCaml 标准库的一部分）带有一些帮助程序，例如，有一个 pp_print_list 函数可用于为列表制作打印机，例如，

let pp_bool ppf x = fprintf ppf "%b" x

let pp_bools ppf xs = 
   pp_print_list pp_bool ppf xs
   ~pp_sep:(fun ppf () -> fprintf ppf ", ");

现在我们可以打印一个布尔值列表，

printf "(%a)\n" pp_bools [true; false; true]

会给我们，

(true, false, true)

您可能会注意到标准库中没有用于 Bool 的 pp 打印机，甚至对此感到恼火。你不是一个人！例如，您可能会发现 fmt 库 (opam install fmt) 使打印变得更加有趣。您还可以使用各种派生预处理器来派生用户定义类型的打印机，请参阅 post 末尾的 link。但这对于高级用途来说，对于初学者来说，您必须掌握格式库。

¹⁾ 真实的故事总是比较复杂。 OCaml 仍然通过使用值标记来保留一些信息，这使得 genprintlib that provide generic printers that work for any objects even when the program is compiled to a native representation. It is quite a hacky project that relies on the inner and undocumented features of the runtime, so use it with care and for debugging only. See also this discussion

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How to print the content of an expression using OCaml compiler

ocaml