为何F#中字符串类型的模式匹配会匹配ReadOnlySpan<char>？

问题背景 #

我要找uint64类型中从string解析的TryParse方法，但运行代码后返回了两个结果：一个以string为首个参数，另一个以ReadOnlySpan<char>为首个参数。由于F#里临时创建ReadOnlySpan比较麻烦，我需要修改代码中的模式匹配，只保留前者。

原代码及输出：

typeof<uint64>.GetMember("TryParse")
|> Seq.cast<MethodBase>
|> Seq.choose (fun m ->
    let parameterTypes =
        m.GetParameters()
        |> Array.map (fun p -> (p.ParameterType, p.Attributes))
    // [1] 需要修改的模式匹配位置
    match parameterTypes with
    | [| (string, ParameterAttributes.None); (uint64, ParameterAttributes.Out) |] -> Some m
    | _ -> None)
|> Seq.toList
|> List.map (fun m -> (m.Name, m.GetParameters() |> Array.map (fun p -> p.ParameterType.FullName)))

(*
输出结果：
val it: (string * string array) list =
  [("TryParse", [|"System.String"; "System.UInt64&"|]);
   ("TryParse",
    [|"System.ReadOnlySpan`1[[System.Char, System.Private.CoreLib, Version=7.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=7cec85d7bea7798e]]";
      "System.UInt64&"|])]
*)

问题根源 #

原代码的模式匹配存在逻辑错误：(string, ...)是将参数类型绑定到名为string的变量，而不是匹配System.String类型。这导致任何类型都会被匹配到，所以两个TryParse方法都通过了筛选条件。

解决方案 #

修改模式匹配逻辑，用守卫条件明确限定第一个参数的类型必须是typeof<string>，同时保留对out参数的判断：

修改后的完整代码 #

typeof<uint64>.GetMember("TryParse")
|> Seq.cast<MethodBase>
|> Seq.choose (fun m ->
    let parameterTypes =
        m.GetParameters()
        |> Array.map (fun p -> (p.ParameterType, p.Attributes))
    // 修改后的模式匹配
    match parameterTypes with
    | [| (t, ParameterAttributes.None) when t = typeof<string>; (_, ParameterAttributes.Out) |] -> Some m
    | _ -> None)
|> Seq.toList
|> List.map (fun m -> (m.Name, m.GetParameters() |> Array.map (fun p -> p.ParameterType.FullName)))

更严谨的版本（可选） #

如果需要同时校验第二个参数的类型是uint64的引用类型（out参数本质是引用类型），可以用以下模式匹配：

match parameterTypes with
| [| (t, ParameterAttributes.None) when t = typeof<string>; 
     (tOut, ParameterAttributes.Out) when tOut = typeof<uint64>.MakeByRefType() |] -> Some m
| _ -> None

修改后运行代码，就只会返回以string为首个参数的TryParse方法了。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者7enderhead