OCaml无限递归类型`type z = Z of z`的用途及构造方法咨询

实例构造方法 #

OCaml 原生支持合法的递归值定义，只要递归表达式的最外层是代数类型构造子，就可以直接构造该类型的实例，不需要额外引入惰性求值标记：

(* 构造一个无限嵌套的 z 类型实例 *)
let rec z_inst = Z z_inst

上面定义的z_inst是一个合法的z类型值，本质是无限嵌套的Z构造子，直接打印该值会触发无限输出。

实际用途 #

这类无数据载荷的递归类型，常见用途包括：

• 类型级标记（幻影类型参数）：常配合GADT实现编译期的逻辑校验，比如作为类型级自然数的0标记，用来约束变长容器的长度、状态机的合法状态流转等。这种场景下不需要实际构造该类型的值，仅用类型本身做编译期的校验标识，天然和其他基础类型不兼容，可以避免非法的类型参数传入。
• Bottom类型实现：可以用来构造永远不会返回的函数，用来标记代码中不可能走到的分支，示例：

  let rec unreachable (Z x) = unreachable x
  

  该函数的类型为z -> 'a，符合类型系统中底部类型的语义，可以在模式匹配的不可能分支中调用，避免编译器报未覆盖分支的警告。
• 纯函数式无限结构占位：可以用来构造不需要载荷的纯函数式循环数据结构，比如循环哨兵节点，不需要引入可变引用就能实现自引用的循环结构。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者David 天宇 Wong