基本介紹
解析,基礎,類型檢查,動態檢查,檢查,強類型弱類型,安全性,多態性和類型,顯示聲明,隱式暗示,類型的類型,兼容性,爭議,
解析
編譯器可能使用值的靜態類型以最佳化所需的存儲區，並選取對值運算時的較佳算法。例如，在許多C編譯器中，“浮點數”數據類型是以 32 比特表示，與IEEE 754 規格一致的單精度浮點數。因此，在數值運算上，C 套用了浮點數規範（浮點數加法、乘法等等）。
類型的約束程度以及評估方法，影響了語言的類型。更進一步，程式語言可能就類型多態性部分，對每一個類型都對應了一個極度個別的算法的運算。類型理論研究類型系統，儘管實際的程式語言類型系統，起源於電腦架構的實際問題、編譯器實現，以及語言設計。
基礎
定型（typing，又稱類型指派）賦予一組比特某個意義。類型通常和存儲器中的數值或對象（如變數）相聯繫。因為在電腦中，任何數值都是以一組比特簡單組成的，硬體無法區分存儲器地址、腳本、字元、整數、以及浮點數。類型可以告知程式和程式設計者，應該怎么對待那些比特。
類型系統提供的主要功能有：
- 安全性
使用類型可允許編譯器偵測無意義的，或者是可能無效的代碼。例如，可以識出一個無效的表達式 "Hello, World" + 3，因為不能對（在平常的直覺中）逐字字元串加上一個整數。強類型提供更多的安全性，但它並不能保證絕對安全（詳情請見類型安全）
- 最佳化
靜態類型檢查可提供有用的信息給編譯器。例如，如果一個類型指明某個值必須以 4 的倍數對齊，編譯器就有可以使用更有效率的機器指令。
- 可讀性
在更具表現力的類型系統中，若其可以闡明程式設計者的意圖的話，類型就可以充當為一種檔案形式。例如，時間戳記可以是整數的子類型；但如果程式設計者聲明一個函式為返回一個時間戳記，而不只是一個整數，這個函式就能表現出一部分檔案的闡釋性。
- 抽象化（或模組化）
類型允許程式設計者對程式以較高層次的方式思考，而不是煩人的低層次實現。例如，程式設計者可以將字元串想成一個值，以此取代僅僅是位元組的數組。或者類型允許程式設計者表達兩個子系統之間的接口。將子系統間互動時的必要定義加以定位，防止子系統間的通信發生衝突。
一個數值的類型
一個對象的類型
一個類型的類型
在每一個程式語言中，都有一個特定的類型系統，保證程式的表現良好，並且排除違規的行為。作用系統對類型系統提供更多細微的控制。
類型檢查
類型檢查所進行的檢驗處理以及實行類型的約束，可發生在編譯時期（靜態檢查）或運行時期（動態檢查）。靜態類型檢查是在編譯器所進行語義分析中進行的。如果一個語言強制實行類型規則（即通常只允許以不丟失信息為前提的自動類型轉換）就稱此處理為強類型，反之稱為弱類型。
動態檢查
如果一個程式語言的類型檢查，可在不測試運行時期表達式的等價性的情況下進行，該語言即為靜態類型的。一個靜態類型的程式語言，是在運行時期和編譯時期之間的處理階段下重視這些區別的。如果程式的獨立模組，可進行各自的類型檢查(獨立編譯)，而無須所有會在運行時出現的模組的那些信息，該語言即具有一個編譯時期階段。如果一個程式語言支持運行時期（動態）調度已標記的數據，該語言即為動態類型的。如果一個程式語言破壞了階段的區別，因而類型檢查需要測試運行時期的表達式的等價性，該語言即為依存類型的。
在動態類型中，經常在運行時期進行類型標記的檢查，因為變數所約束的值，可經由運行路徑獲得不同的標記。在靜態類型程式語言中，類型標記使用辨識聯合類型表示。
術語推斷類型（鴨子類型，duck typing）指的是動態類型在語言中的套用方式，它會“推斷”一個數值的類型。
某些靜態語言有一個“後門”，在這些程式語言中，能夠編寫一些不被靜態類型所檢查的代碼。例如，Java 和 C-風格的語言有“轉型”可用。在靜態類型的程式語言中，不必然意味著缺乏動態類型機制。例如 Java 使用靜態類型，但某些運算需要支持運行時期的類型測試，這就是動態類型的一種形式。更多靜態和動態類型的討論，請參閱程式語言。
檢查
對靜態類型和動態類型兩者之間的權衡也是必要的。
靜態類型在編譯時期時，就能可靠地發現類型錯誤。因此通常能增進最終程式的可靠性。然而，有多少的類型錯誤發生，以及有多少比例的錯誤能被靜態類型所捕捉，仍有爭論。靜態類型的擁護者認為，當程式通過類型檢查時，它才有更高的可靠性。雖然動態類型的擁護者指出，實際流通的軟體證明，兩者在可靠性上並沒有多大差別。可以認為靜態類型的價值，在於增進類型系統的強化。強類型語言（如 ML 和 Haskell）的擁護者提出，幾乎所有的臭蟲都可以看作是類型錯誤，如果編寫者以足夠恰當的方式，或者由編譯器推斷來聲明一個類型。
靜態類型通常可以編譯出速度較快的代碼。當編譯器清楚知道所要使用的數據類型，就可以產生最佳化過後的機器碼。更進一步，靜態類型語言中的編譯器，可以更輕易地發現較佳捷徑。某些動態語言（如 Common Lisp）允許任意類型的聲明，以便於最佳化。以上理由使靜態類型更為普及。參閱最佳化。
相較之下，動態類型允許編譯器和解譯器更快速的運作。因為原始碼在動態類型語言中，變更為減少進行檢查，並減少解析代碼。這也可減少編輯－編譯－測試－除錯的周期。
靜態類型語言缺少類型推斷（如 Java），而需要編寫者聲明所要使用的方法或函式的類型。編譯器將不允許編寫者忽略，這可為程式起附加性說明檔案的作用。但靜態類型語言也可以無須類型聲明，所以與其說是靜態類型的代價，倒不如說是類型聲明的報酬。
靜態類型允許構造函式館，它們的用戶不太可能意外的誤用。這可作為傳達庫開發者意圖的額外機制。
動態類型允許建構一些靜態類型系統所做不出來的東西。例如，eval 函式，它使得運行任意數據作為代碼成為可能（不過其代碼的類型仍是靜態的）。此外，動態類型容納過渡代碼和原型設計，如允許使用字元串代替數據結構。靜態類型語言最近的增強（如 Haskell 一般化代數數據類型）允許 eval 函式以類型安全的方式撰寫。
動態類型使元程式設計更為強大，且更易於使用。例如 C++ 模板的寫法，比起等價的 Ruby 或 Python 寫法要來的麻煩。更高度的運行時期構成物，如元類型(metaclass)和內觀(Introspection)，對靜態類型語言而言通常更為困難。
強類型弱類型
強類型的基本定義即為，禁止錯誤類型的參數繼續運算。C語言的類型轉換即為缺乏強類型的證例；如果編寫者用 C 語言對一個值轉換類型，不僅令編譯器允許這個代碼，而且在運行時期中也同樣允許。這使得 C 代碼可更為緊密和快速，不過也使除錯變的更為困難。
部分學者使用術語存儲器安全語言（或簡稱為安全語言）形容禁止未定義運算發生的語言。例如，某個存儲器安全語言將會檢查數組邊界。
運算符重載所帶來的簡化，像是不以算術運算中的加法來使用“+”，可以減少一些由動態類型所造成的混亂。例如，部分語言使用“.”或“&”來串連字元串。
安全性
程式語言的類型系統的第三種分類方法，就是類型運算和轉換的安全性。如果它不允許導致不正確的情況的運算或轉換，計算機科學就認為該語言是“類型安全”的。
多態性和類型
術語“多態性”指的是：代碼（尤其是函式和類型）對各種類型的值能夠動作，或是相同數據結構的不同實體能夠控制不同類型的元素。為了提升復用代碼的潛在價值，類型系統逐漸允許多態性：在具有多態性的語言中，程式設計者只需要實現如列表或詞典的數據結構一次，而不是對使用到它的元素的每一個類型都規劃一次。基於這個原因，電腦學家也稱使用了一定的多態性的方法為泛型程式設計。類型理論的多態性基礎與抽象化、模組化和（偶爾）子類型有相當密切的聯繫關係。
推斷類型
這個技術之所以常被稱作“鴨子類型”，是基於這句格言：“如果它搖搖擺擺的走法很像鴨子，而且它的嘎嘎叫聲也像鴨子，那它就是一隻鴨子！”
顯示聲明
許多靜態類型系統，如 C 和 Java，要求要聲明類型：編寫者必須以指定類型明確地關係到每一個變數上。其它的，如 Haskell，則進行類型推斷：編譯器根據編寫者如何運用這些變數，以草擬出關於這個變數的類型的結論。例如，給定一個函式 f(x,y)，它將 x 和 y 加起來，編譯器可以推斷出 x 和 y 必須是數字——因為加法僅定義給數字。因此，任何在其它地方以非數值類型（如字元串或鍊表）作為參數來調用 f 的話，將會發出一個錯誤。
隱式暗示
類型的類型
類型的類型是一種種類。在類型程式設計中有明確的種類，如 Haskell 程式語言的類型構造函式，在申請比較簡單的類型之後，其返回一個簡單的類型。例如，類型構造函式 二選一 有這些種類 * -> * -> *（* 代表種類），而且它的申請 二選一 字元串 整數 是一個簡單的類型。然而，大多數程式語言的類型，是由編寫者來暗示或硬編碼，這就並未將種類的概念用作為首選層。
類型可分為幾個大類：
- 整數類型
全部是數字的類型，例如：整數和自然數
- 浮點數類型
以浮點數表示數字的類型
- 派生類型
例如：變數類型
- 函式類型
例如：雙參函式
- 全稱量化類型
如參數化類型、類型變數
- 存在量化類型
如模組
- 精煉類型
識別其它類型的子集的類型
- 依存類型
取決於運行時期的數值的類型
- 所有權類型
描述或約束面向對象系統結構的類型
兼容性
對於靜態類型語言的類型檢查器，必須檢驗所有表達式的類型，是否與前後文所期望的類型一致。例如指派語句x := e，推斷表達式 e 的類型，必定與聲明或推斷的變數類型 x 一致。這個一致性的概念，就稱為兼容性，是每一個程式語言所特有的。
很明顯，如果 e 和 x 的類型相同，就允許指派，然後這是一個有效的表達式。因此在最簡單的類型系統中，問題從兩個類型是否兼容，簡化為兩個類型是否相等（或等價）。然而不同的語言對於兩個類型表達式是否理解為表示了相同類型，有著不同的標準。類型的相等理論的差異相當巨大，兩個極端的例子是結構類型系統（Structural type system），任兩個以相同結構所描述的值的類型都是等價的，且在標明類型系統（Nominative type system）上，沒有兩個獨特的語法構成的類型表達式表示同一類型，（即類型若要相等，就必須具有相同的“名字”）。
爭議
在強類型、靜態類型語言的支持者，和動態類型、自由形式的支持者之間，經常發生爭執。前者主張，在編譯的時候就可以較早發現錯誤，而且還可增進運行時期的性能。後者主張，使用更加動態的類型系統，分析代碼更為簡單，減少出錯機會，才能更加輕鬆快速的編寫程式。與此相關的是，考慮到在類型推斷的程式語言中，通常不需要手動聲明類型，這部分的額外開銷也就自動降低了。
