Programming with first-class modules in a core language with subtyping, singleton kinds and open existential types
Programmer avec des modules de première classe dans un langage noyau pourvu de sous-typage, sortes singletons et types existentiels ouverts
Résumé
This thesis explains how the adjunction of three features to System Fω allows writing programs in a modular way in an explicit system à la Church, while keeping a style that is similar to ML modules. The first chapter focuses on open existential types, which provide a way to consider existential types without scope restrictions: they permit to organize programs in a more flexible manner. The second chapter is devoted to the study of singleton kinds, which model type definitions: in this framework, we give a simple characterization of type equivalence, that is based on a confluent and strongly normalizing reduction relation. The last chapter integrates the two previous notions into a core language equipped with a subtyping relation: it greatly improves the modularity of Fω to a level that is comparable with the flexibility of ML modules. A translation from modules to this core language is defined, and is used to precisely compare the two languages.
Cette thèse décrit comment l'ajout de trois ingrédients à Système Fω permet d'écrire des programmes de façon modulaire dans un système explicite à la Church, tout en gardant un style proche des modules de ML. Le premier chapitre s'intéresse aux types existentiels ouverts, qui confèrent la possibilité d'utiliser des types existentiels sans restriction de portée : cela offre une plus grande flexibilité dans l'organisation des programmes. Le deuxième chapitre est consacré à l'étude des kinds singletons, qui modélisent les définitions de types : dans ce cadre, on donne une caractérisation simple de l'équivalence de types, fondée sur une relation de réduction confluente et fortement normalisante. Le dernier chapitre intègre les deux notions précédentes dans un langage noyau muni d'une relation de sous-typage : cela apporte à Fω un gain de modularité important, de niveau comparable à celui des modules de ML. Une traduction des modules vers ce langage est esquissée, permettant une comparaison précise des deux langages.
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