OCaml：如何以Pythonic方式构造格式化字符串？

Question

这一切都源于一个简单的想法：如何在OCaml中写出类似Python的格式化字符串。

在Python中，你可以这样初始化一个字符串：

str = "this var: %s" % this_var
str2 = "this: %s; that: %s" % (this_var, that_var)

而在OCaml中，格式化字符串的代码是：

let str = Printf.sprintf "this var: %s" this_var
let str2 = Printf.sprintf "this: %s; that: %s" this_var that_var

我相信我可以做一些事情，让OCaml的字符串格式化代码看起来像Python的那样。最开始，我定义了一个函数，如下所示：

let (%) s x = Printf.sprintf s x

这样，我就可以直接写：

let str = "this: %s" % "sth"

但是这个简单的函数无法处理更复杂的情况，比如两个或更多的变量。所以我想写一个稍微复杂一点的函数，完美模拟Python的方式。我写成了下面这样：

let (%) s li = 
  let split_list = Str.full_split (regexp "%[a-z]") s in
  let rec fmt result_str s_list x_list = match s_list with
    | [] -> result_str
    | shd::stl -> match shd with
       | Text t ->  fmt (result_str^t) stl x_list
       | Delim d -> match x_list with
          | [] -> fmt result_str stl []
          | xhd::xtl -> fmt (result_str^(Printf.sprintf d xhd)) stl xtl
  in 
  fmt "" split_list li

但是这个函数就是不能工作，因为出现了类型错误，而且OCaml的列表不能包含多种类型。如果你写类似这样的代码："name: %s; age: %d" % ["John"; 20]，OCaml编译器会嘲笑这段代码，并告诉你一些类型错误。

显然，我必须用元组来替代列表。但我就是不知道如何对一个可变长度的元组进行尾递归。

欢迎任何建议。其实我有两个问题。

1. 如何写出一个Python风格的OCaml代码来格式化字符串。

2. 如果OCaml不能动态生成某些字符串作为格式化字符串并传递给sprintf？例如这段代码：

   let s = "%s" in Printf.sprintf s "hello"

   会产生如下错误信息：

   错误：这个表达式的类型是字符串，但期望的表达式类型是 ('a -> 'b, unit, string) 格式 = ('a -> 'b, unit, string, string, string, string) 格式6

Answer 1

为什么有人想用动态格式化来替代静态检查的sprintf呢？OCaml的Printf使用起来简单又安全，而C语言的printf虽然简单，但不安全；C++的流式输出虽然安全，但写起来比较啰嗦。至于Python的格式化，跟C的printf比起来也没什么优势（除了出错时会抛出异常，而不是直接崩溃）。

唯一能想到的情况就是格式字符串来自外部源。这种情况下，通常最好还是在编译时就确定格式。如果实在做不到，那就只能手动进行动态格式化，并处理可能出现的错误（正如之前提到的，不能用Printf处理动态格式字符串）。顺便提一下，像国际化这种情况，可以用现有的库来解决。一般来说，如果想动态组合多个不同类型的值，就得把它们用变体包裹起来（比如['S "hello"; 'I 20]），然后在打印的时候进行模式匹配。

Answer 2

(1) 我觉得没有比直接使用 Printf.sprintf 更好的方法了。我的意思是，你可以在你已经想到的基础上进行扩展：

let (%) = Printf.sprintf
let str3 = ("this: %s; that: %s; other: %s" % this_var) that_var other_var

这个方法是可行的，但因为需要加括号来确保优先级，所以看起来有点丑。

(2) 在运行时生成格式字符串真的很难，因为格式字符串是在编译时解析的。它们看起来像普通字符串，但实际上是另一种类型，叫做“某种格式6”。（它会根据推断的类型来判断你想要的是字符串还是格式字符串）实际上，格式字符串的确切类型取决于格式中有哪些占位符；这也是它能够检查格式参数的数量和类型的唯一方法。最好不要随便搞格式字符串，因为它们和类型系统紧密相关。

Answer 3

其实这是可以实现的，如果你的操作符是以#这个字符开头，因为这个字符的优先级比函数调用要高。

let (#%) = Printf.sprintf;;
val ( #% ) : ('a, unit, string) format -> 'a = <fun>
"Hello %s! Today's number is %d." #% "Pat" 42;;
- : string = "Hello Pat! Today's number is 42."