edits
[lambda.git] / topics / _week5_simply_typed_lambda.mdwn
index c3b1cf8..a2cb3f5 100644 (file)
@@ -166,8 +166,33 @@ functions; but a simply-types identity function can never apply to itself.
 
 #Typing numerals#
 
-The Church numerals are well behaved with respect to types.  They can
-all be given the type (σ --> σ) --> σ --> σ.
+The Church numerals are well behaved with respect to types.  
+To see this, consider the first three Church numerals (starting with zero):
+
+    \s z . z
+    \s z . s z
+    \s z . s (s z)
+
+Given the internal structure of the term we are using to represent
+zero, its type must have the form ρ --> σ --> σ for
+some ρ and σ.  This type is consistent with term for one,
+but the structure of the definition of one is more restrictive:
+because the first argument (`s`) must apply to the second argument
+(`z`), the type of the first argument must describe a function from
+expressions of type σ to some result type.  So we can refine
+ρ by replacing it with the more specific type σ --> τ.
+At this point, the overall type is (σ --> τ) --> σ -->
+σ.  Note that this refined type remains compatible with the
+definition of zero.  Finally, by examinining the definition of two, we
+see that expressions of type τ must be suitable to serve as
+arguments to functions of type σ --> τ, since the result of
+applying `s` to `z` serves as the argument of `s`.  The most general
+way for that to be true is if τ ≡ σ.  So at this
+point, we have the overall type of (σ --> σ) --> σ
+--> σ.
+
+<!-- Make sure there is talk about unification and computation of the
+principle type-->
 
 ## Predecessor and lists are not representable in simply typed lambda-calculus ##