2.11 类型等价

Pascal语言要求赋值语句的两边要有“相同的类型”。何谓相同的类型？这是一个语义问题。通常把它称为类型等价(Type Equivalence)，或类型相容性(TyPe Compatibility)。本节讨论类型等价的非形式化规则，这些规则对如何使用类型检查给出了准确的规定。

若Tl和T2是两个类型，且T1的任何值都可以赋予T2类型的变量，反之亦然；类型T1的实参可对应类型T2的形参，反之亦然，则称类型T1和T2是相容的(Compatible)。

考虑Pascal说明

          type t=array[1..20]of integer；
          var a，b ：array[1..20]of integer；
            c ：t；
            d ：record a ：integer；
                    b ：t
                end

可对其定义两种类型等价变量概念。

1.名字等价

若两个变量具有相同的用户定义类型名或内部类型名，则称它们具有相容的类型。上述程序中变量c和d.b具有相容的类型。若两个变量具有相容的类型，仅当它们的类型名是相同的，则称两个变量名字等价(Name Equivalence)。有人这样定义两个变量等价：出现在同一说明中的两个变量是等价的。根据这一定义，上述程序中的a和b是等价的。Ada语言就采用这样的名字等价定义。

2.结构等价

若两个变量的类型具有相同的结构，则它们具有相容的类型，并称两个变量结构等价(Structural Equivalence)。按照这一定义，用户定义类型名仅作为其代表的结构的缩写(或注释)，而不引起任何新的语义特性。为了验证结构等价，只需用它们的定义来替换用户定义名，重复这一过程，直到没有用户定义类型名为止。若最后留下的结构描述正好是相同的，那么这两个变量是结构等价的。上例中a，b，c和d.b具有相容的类型，因为它们是结构等价的。当用指针建立递归类型定义时，结构等价定义可能导致无限循环。采用结构等价语言，通过提供相应的规则可防止这一问题的发生。ALGOL 68采用结构等价来定义类型的相容性；Pascal没有规定采用哪种类型的相容性概念，把它留给实现来确定。遗憾的是，这样做的结果使得一个Pascal程序可能被这一个编译器接受，而被另一个编译器拒绝。

在大多数情况下，原始Pascal定义的实现采用结构等价，选择名字等价的程序就是非法的。例如，赋一个整数值到一个被说明成整数子界的变量是非法的，除非语言定义了相应的转换。参数传递采用名字等价。ISO Pascal严格定义了主要基于名字等价的相容性。

Ada类型的相容性通过名字等价来定义，属于同一类型的不同子类型的对象都是相容的。在编译时尽可能检查界限，余下的在运行时检查。

ALGOL 68采用基于结构等价的类型相容性概念，尽量彻底忽略用户定义名字。因此，它的强类型特性是以纯静态类型概念为基础的。例如，ALGOL 68说明

          mode celsius = int；
          mode fahrenheit = int；

使celsius和fahrenheit具有相容的类型，因为它们是结构等价的。前者表示摄式温度，后者表示华氏温度，由于它们两者类型相容，所以，它们的变量可以相互赋值。这样可以使一个表示摄氏温度的变量值，合法地赋予表示华氏温度的变量，虽然这很可能是一个程序错误。Ada语言解决这个问题的办法是，定义两个INTEGER的派生类型：

          type CELSIUS is new INTEGER；
          type FAHRENHEIT is new INTEGER；

这使得两者的变量属于不同的类型，彼此的变量相互赋值是非法的。

名字等价的实现比较简单，而结构等价的实现需要的模式匹配过程可能十分复杂。