泛型 ADT 设计 — 实现记录

状态：✅ 已实现

泛型 ADT 已在 typecheck.ta 中完整实现，并通过 test/scripts/adt-basic.ta 等测试验证。

核心原则

VM 原语（cons/nil/car/cdr）是实现细节，不对用户暴露。 用户通过 ADT 构造器和模式匹配操作数据。类型签名在构造器上，不在 VM 原语上。

类型表示

`('app Name args)`

('app List ((tvar 0)))           → List('a)
('app List ((base int)))         → List(int)
('app Result ((base int) (base string)))  → Result(int, string)

ADT 语法

// 泛型
type List(a) { Nil; Cons(a, List(a)) }
type Result(a, e) { Ok(a); Error(e) }
type Option(a) { None; Some(a) }

// 无参数
type Color { Red; Green; Blue }

parser AST 格式

type List(a) { Nil; Cons(a, List(a)) }
→ (type List (a) (quote Nil) (Cons a (List a)))

type Color { Red; Green; Blue }
→ (type Color () (quote Red) (quote Green) (quote Blue))

格式：(type Name (type_params...) variants...)

collect_variants 行为

type List(a) { Nil; Cons(a, List(a)) }

type_params = ['a]，分配 tvars：a → tvar(0)
结果类型 = t_app('List, [tvar(0)]) = ('app List ((tvar 0)))
Nil（nullary）→ forall(0). List('a)
Cons（n-ary，字段 a 和 List(a)）：
- 字段类型解析：a → tvar(0)（查 param_map），List(a) → t_app('List, [tvar(0)])
- 箭头类型：tvar(0) -> t_app(List, [tvar(0)]) -> t_app(List, [tvar(0)])
- scheme：forall(0). 'a -> List('a) -> List('a)

实现细节

typecheck 中改动的函数

函数	改动
`t_app(name, args)`	新增构造器
`apply_subst`	递归进 args
`occur_check`	递归进 args
`unify_resolved`	`app` vs `app`：name 相同 → 逐个 unify args；name 不同 → fail；`app` vs `tvar` → 同 tvar 逻辑
`type_format_resolved`	打印 `Name(arg1, arg2)`
`collect_variants`	支持 type params
`parse_type_annot`	支持复合类型 `List(int)`
`free_vars_t`	递归进 app args

codegen 映射（无需改 VM）

Nil → nil（运行时就是 nil）
Cons(x, xs) → cons(x, xs)（运行时就是 pair）
模式匹配 Cons(head, tail) 已经通过 cons 解构实现

不改动

VM（无新操作码）
codegen（类型不影响代码生成）
tokenizer（现有 token 足够）

验证

测试	验证内容
`test/scripts/adt-basic.ta`	基础 ADT：定义 `Color{Red;Green;Blue}` + match
`test/scripts/module-adt.ta`	模块间 ADT 传递：`import msg` + `Ping/Pong/Stop`
`test/scripts/exhaustiveness.ta`	穷尽性检查 warning
`test/scripts/type-pass.ta`	类型检查通过场景
`test/scripts/typecheck-clean.ta`	干净的类型检查
`test/scripts/typecheck-errors.ta`	类型错误报告

已知限制

nil 的类型问题：HM 无法区分空列表和空值，nil 推导为 fresh tvar
箭头类型注解暂不支持：不能写 (int -> int) 作为参数注解
类型错误为宽容模式：不阻塞编译，通过 --check 标志报告