Typensystemen

Typensystemen zijn formele regels die aan uitdrukkingen in een programmeertaal een type toekennen en controleren of bewerkingen tussen die uitdrukkingen geldig zijn. Het doel is fouten vroegtijdig op te sporen, de programmastructuur beter voorspelbaar te maken en ondersteuning te bieden voor tooling en optimalisaties. Een type beschrijft wat voor soort waarde een uitdrukking vertegenwoordigt (bijv. getal, lijst, functie) en welke bewerkingen daaraan zijn toegestaan.

Er bestaan verschillende benaderingen. In statische typetalen worden veel van deze checks bij compilatie uitgevoerd, waardoor foutmeldingen vroeg verschijnen; voorbeelden zijn Java en Haskell. Dynamische typetalen controleren types tijdens de uitvoering, zoals Python of JavaScript. Typen kunnen sterk of zwak georiënteerd zijn: sterk typend betekent meestal minder impliciete conversies en minder onverwachte typefouten.

Belangrijke concepten zijn onder meer type-inferentie (types afleiden zonder expliciete annotaties), subtyping (een type kan plaatsvullen waar een ander type vereist is), polymorfisme (generieke functies en operaties), en in samenlevingen van talen ook typeklasse, afhankelijk typen en gradueel typen. Complexere systemen omvatten ook afhankelijk typen (types die afhangen van waarden), lineaire typen en andere vormen van uitbreiding.

Typensystemen dragen bij aan type-safety: veelal geformuleerd via eigenschappen als progress en preservation, wat inhoudt dat goed getypeerde programma’s wel veilig evalueren en dat evaluatie de toegewezen types behoudt. Ze beïnvloeden de leesbaarheid, onderhoudbaarheid en optimalisaties, maar brengen ook beperkingen met zich mee in expressiviteit en ontwikkelervaring. Historisch zijn typensystemen geïnspireerd op het simply typed lambda-calculus en de Hindley–Milner-type-inferentie.