F#中带and与Lazy的递归类型定义及自定义值类型不符问题咨询

这组类型是F#中实现惰性流的经典定义，核心是利用惰性求值实现按需生成的序列，可支持无限长度的序列场景：

• StreamCell<'a>是流的节点联合类型，包含两种情况：
  • Nill：表示流已到末尾，无后续元素
  • Cons：表示当前节点存在一个'a类型的元素，以及后续的Stream<'a>类型流
• Stream<'a>是Lazy<StreamCell<'a>>的类型别名，意味着所有流节点的计算都是惰性的，只有实际访问时才会生成节点值，不会预先生成全量数据，非常适合实现斐波那契序列、无限自然数序列这类不需要提前加载所有元素的场景。

你代码的核心问题是混淆了F#原生列表的构造逻辑和自定义Stream类型的构造逻辑：

1. 你使用的::是F#原生list<'a>类型的专属构造运算符，和你自定义的StreamCell的Cons用例没有任何关联，::的左操作数是列表元素，右操作数必须是同类型的列表，只要用到::编译器就会默认你在构造原生列表，自然不会得到你预期的Stream/StreamCell类型。
2. Stream<'a>要求Lazy包裹的内容必须是StreamCell<'a>类型的值，你代码中Lazy包裹的都是原生列表构造表达式，不符合类型约束。

以构造包含1、2两个元素的Stream<int>为例，正确写法如下：

// 末尾Nill节点，Lazy包裹后就是Stream<int>类型
let streamTail = Lazy(Nill)
// Cons第二个参数必须是Stream<'a>类型，外层再包Lazy
let stream1 = Lazy(Cons(2, streamTail))
// 最终的流对象
let intStream = Lazy(Cons(1, stream1))

如果希望获得类似原生列表的简洁构造体验，可以自定义运算符：

// 自定义Stream构造运算符
let (::%) elem nextStream = Lazy(Cons(elem, nextStream))
// 简化构造写法
let intStream2 = 1 ::% 2 ::% Lazy(Nill)

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ca9163d9