# 03 · 值与类型

13/30 项已确认。当前推进 03-14；null 是否为对象仍未确认。其余分类中的类型、赋值和条件规则须与本章已有决定核对。

本页整理原讨论的问题、验收要求和候选方案。勾选代表讨论中已确认的规则，不代表编译器或运行时已经实现。

## 03-01 动态类型

- [x] 已确认

操作根据运行时对象的类型检查；不要求执行前通过静态类型检查。不适用的类型组合在运行时失败。

## 03-02 名字与对象绑定

- [x] 已确认

变量名绑定对象，类型属于对象；`b = a` 共享对象，重新绑定 `a` 不改变 `b`。

## 03-03 隐式转换政策

- [x] 已确认

需要转换类型时必须显式写出；不靠自动转换接受不匹配的操作数，例如 `"41" + 1` 报 `TypeError`。

## 03-04 数值类型与支持范围

- [x] 已确认

对外统一为 `Number`，覆盖整数与有理数，大小自动调整；不引入无穷大、`NaN`、虚数，正负零视为同一个数。精确性及异常运算另见下项。

## 03-05 整数性质与循环次数

- [x] 已确认

记录数值是否为整数；按次数循环要求正整数，零、负数和非整数不满足要求。具体错误形式交由 03-29 统一。

## 03-06 字符串算术操作

- [x] 已确认

确定字符串拼接、减法与重复运算的支持范围。

**已确认规则：**两个 String 可以用 + 拼接，不支持字符串减法；后续已修订为支持 String * 整数值 Number，完全等价于 duplicate，包含相同的参数检查与失败行为。

## 03-07 数值精确性

- [x] 已确认

确定有理数存储和四则运算是否始终精确，是否允许舍入。

**已确认规则：**`1 / 3` 精确保存为 `1/3`；`1/3 + 1/3` 得到 `2/3`；`1/3 * 3` 得到整数 `1`。如何显示另由 03-09 决定。

## 03-08 数值异常

- [x] 已确认

确定除零等不成立的数值运算如何失败，哪些情况交给平台模块。

**已确认规则：**`1 / 0`、`0 / 0`、`1 / (1 - 1)` 都抛出算术错误，停止本次表达式求值。具体错误名称、捕获和传播机制由【错误与异常】及 03-29 对齐。

## 03-09 数值输入与显示

- [x] 已确认

确定小数文字表示什么数、循环小数如何显示，以及显示后能否无损读回。依赖【词法与语法】。

**已确认规则：**数值按精确值解释，默认输出最简分数，分母为正；整数直接显示为整数，零显示为 `0`。

## 03-10 基本类型清单

- [x] 已确认

确定本轮内置哪些类型，以及明确不提供哪些类型。

**已确认规则：**本轮提供 `Number`、`String`、`Boolean`、空值类、`List`、`Map`、`Tuple`、`Set`、`Bytes`、函数类、类型对象所属的类。具体类名暂定。 空值类的对象地位在 03-14 被重新提出，仍待确认；不能据此宣布 null 已确定为对象。

## 03-11 字符串的值模型

- [x] 已确认

确定字符单位、Unicode 处理及索引单位；补齐空字符串等边界。

**已确认规则：**合法 Unicode 标量序列；保留原码点、不自动规范化；默认按码点计数，字素簇使用专门接口；索引从零开始、支持负索引、单个索引越界报错；普通正向切片左闭右开、越界截断、空范围返回空字符串。 创建或解码时拒绝非法编码和孤立代理项，不自动替换或丢弃；原始数据用 Bytes 保存。

## 03-12 字符串重复方法

- [x] 已确认

确定名称、次数参数、零和负数、错误行为及返回值。

**已确认规则：**`s.duplicate(n)` 返回重复后的 `String`，不修改接收者。`n` 必须是非负整数值的 `Number`；零次返回空字符串，负数、非整数及其他类型报错，不做隐式转换。

## 03-13 布尔值与条件转换

- [x] 已确认

确定布尔值是否独立于数字，以及条件位置接受布尔值还是其他值。依赖【控制流】。

**已确认规则：**`Boolean` 独立于 `Number`；条件表达式只接受 `Boolean` 对象。`true`、`false` 可以作为条件，数字、字符串、容器、空值等直接作为条件均报 `TypeError`。具体控制流语法由【控制流】对齐。

## 03-14 空值与缺失

- [ ] 待讨论

确定是否区分空值、缺失、未初始化和无返回值，以及误用时的行为。

## 03-15 复合值规则

- [ ] 待讨论

为选中的容器、元组、记录或枚举等确定成员类型限制、缺失成员及递归结构规则。

## 03-16 用户定义类型的能力

- [ ] 待讨论

确定用户能定义哪些类型，哪些能力仅供内置类型使用。依赖【对象与类型模型】。

## 03-17 类型身份与兼容性

- [ ] 待讨论

确定按名字还是结构认类型、如何处理子类型，以及哪些类型可以互相替代。

## 03-18 运行时类型查询

- [ ] 待讨论

确定如何取得类型、检查类型及检查能力；明确精确类型与子类型检查的区别。

## 03-19 显式转换接口

- [ ] 待讨论

确定转换入口、支持的转换、可能丢失信息的转换及失败行为。

## 03-20 泛型与容器类型约束

- [ ] 待讨论

决定是否支持参数化类型或带成员约束的容器；支持则规定运行时如何检查。

## 03-21 可选类型标注

- [ ] 待讨论

决定是否提供；提供则明确其用途及是否影响运行行为。

## 03-22 顶级类型与顶级类

- [ ] 待讨论

分别决定是否存在能容纳所有值的类型，以及是否存在统一祖先类。

## 03-23 可变性与共享

- [ ] 待讨论

确定哪些对象可变，以及多个名字共享对象时能观察到什么变化。

## 03-24 复制语义

- [ ] 待讨论

确定赋值之外是否提供复制、浅复制和深复制，以及循环引用如何处理。

## 03-25 相等与身份

- [ ] 待讨论

确定内容相等和同一对象如何区分，以及不同类型之间如何比较。

## 03-26 哈希与键的限制

- [ ] 待讨论

确定哪些值可作集合成员或映射键，保证相等、哈希和可变性规则一致。

## 03-27 参数与返回值的绑定

- [ ] 待讨论

确定传参、返回、重新绑定及修改对象的可见效果。依赖【函数与调用】。

## 03-28 显式引用能力

- [ ] 待讨论

决定能否直接取得并传递“变量存储单元”的引用；不支持也可完成此项。

## 03-29 类型相关错误契约

- [ ] 待讨论

统一类型不匹配、值不合法、转换失败等情况的错误分类。依赖【错误与异常】。

## 03-30 跨分类一致性验收

- [ ] 待讨论

用一组正常和失败示例核对类型、转换、对象、运算、函数与控制流规则，消除冲突和阻塞。

## 当前问题的方案与语言对照

以下沿用原讨论材料；建议和参考语言的做法均不自动成为本语言规则。

可以，**你要的空状态表示“变量位置存在，但当前没有指向对象”**。

不过，“避免回收”这里需要区分两件事：

```text
result = null
……之后……
result = calculate()
```

这是**先保留名字，之后再绑定对象**。前面还没有计算结果对象，因此没有对象需要保活。名字什么时候有效，由作用域规则决定。

如果已经有对象，情况不同：

```text
a = 某个对象
b = a
a = null
```

在采用强引用与自动回收的模型中，`b` 仍持有该对象，就不能提前回收它；如果所有有效强引用都消失，对象才可能被回收。**把变量设成 `null` 会解除它原来的引用，不会保护原对象。**具体回收机制属于【运行时与内存管理】，尚未确定。

各语言也区分“空状态”和“对象保活”：

| 语言 | 空状态怎样表达 | 对我们的启发 |
|---|---|---|
| **Python** | `None` 本身是一个对象，名字绑定到它。[对象模型](https://docs.python.org/3/reference/datamodel.html#objects-values-and-types) | 可以保持所有可绑定值都是对象的统一规则。 |
| **JS / TS** | `null` 是独立的原始值，不是对象；TS 另有静态类型约束。[JS 规范](https://tc39.es/ecma262/multipage/ecmascript-data-types-and-values.html#sec-ecmascript-language-types)、[TS 文档](https://www.typescriptlang.org/tsconfig/strictNullChecks.html) | 可以在语言层面明确允许“无对象”的值。 |
| **Go** | 指针变量可以为 `nil`，表示没有指向对象，变量本身仍存在。[语言规范](https://go.dev/ref/spec#The_zero_value) | 接近你描述的“位置存在、目标为空”。 |
| **Rust** | `Option<T>` 的 `None` 表示其中没有 `T` 值，不要求使用空指针实现。[官方说明](https://doc.rust-lang.org/std/option/) | “没有目标对象”的语义不必绑定某种内存布局。 |

这里还有一个需要明确的设计边界：

1. **空引用例外**：名字可以绑定对象，也可以持有 `null`；`null` 不属于对象。
2. **统一对象模型**：`null` 是空值类的对象，用它表示“没有业务对象”。

你说的“没有对象”，更接近 **1**。这会成为之前“所有值都是类的实例”的一个明确例外；方案 **2** 则保留那条统一规则。两者都能实现先声明、后赋值。

**你希望 `null` 本身也不是对象，采用方案 1，对吗？**

## 讨论来源

《语言设计 03：值与类型》，整理日期 2026-10-28。章节编号沿用原清单。