Scala中的类型参数

水深无声 2021-09-14 04:24 266阅读 0赞

类型参数是什么？类型参数其实就类似于Java中的泛型。先说说Java中的泛型是什么，比如我们有List a = new ArrayList()，接着a.add(1)，没问题，a.add("2")，然后我们a.get(1) == 2，对不对？肯定不对了，a.get(1)获取的其实是个String——"2"，String——"2"怎么可能与一个Integer类型的2相等呢？  
所以Java中提出了泛型的概念，其实也就是类型参数的概念，此时可以用泛型创建List，List a = new ArrayList\[Integer\]()，那么，此时a.add(1)没问题，而a.add("2")呢？就不行了，因为泛型会限制，只能往集合中添加Integer类型，这样就避免了上述的问题。  
那么Scala的类型参数是什么？其实意思与Java的泛型是一样的，也是定义一种类型参数，比如在集合，在类，在函数中，定义类型参数，然后就可以保证使用到该类型参数的地方，就肯定，也只能是这种类型。从而实现程序更好的健壮性。  
泛型类，顾名思义，其实就是在类的声明中，定义一些泛型类型，然后在类内部，比如field或者method，就可以使用这些泛型类型。  
使用泛型类，通常是需要对类中的某些成员，比如某些field和method中的参数或变量，进行统一的类型限制，这样可以保证程序更好的健壮性和稳定性。  
如果不使用泛型进行统一的类型限制，那么在后期程序运行过程中，难免会出现问题，比如传入了不希望的类型，导致程序出问题。  
在使用类的时候，比如创建类的对象，将类型参数替换为实际的类型，即可。  
Scala自动推断泛型类型特性：直接给使用了泛型类型的field赋值时，Scala会自动进行类型推断。  
  
例如：新生报到，每个学生来自不同的地方，id可能是Int，可能是String  
  
class Student\[T\](val localId: T) \{  
  def getSchoolId(hukouId: T) = "S-" + hukouId + "-" + localId  
\}  
  
val xzw = new Student\[Int\](111)

泛型函数，与泛型类类似，可以给某个函数在声明时指定泛型类型，然后在函数体内，多个变量或者返回值之间，就可以使用泛型类型进行声明，从而对某个特殊的变量，或者多个变量，进行强制性的类型限制。  
与泛型类一样，你可以通过给使用了泛型类型的变量传递值来让Scala自动推断泛型的实际类型，也可以在调用函数时，手动指定泛型类型。  
  
例如：卡片售卖机，可以指定卡片的内容，内容可以是String类型或Int类型  
def getCard\[T\](content: T) = \{  
  if(content.isInstanceOf\[Int\]) "card: 001, " + content  
  else if(content.isInstanceOf\[String\]) "card: this is your card, " + content  
  else "card: " + content  
\}  
  
getCard\[String\]("hello world")  
  
在指定泛型类型的时候，有时，我们需要对泛型类型的范围进行界定，而不是可以是任意的类型。比如，我们可能要求某个泛型类型，它就必须是某个类的子类，这样在程序中就可以放心地调用泛型类型继承的父类的方法，程序才能正常的使用和运行。此时就可以使用上下边界Bounds的特性。  
Scala的上下边界特性允许泛型类型必须是某个类的子类，或者必须是某个类的父类。  
  
例如：在派对上交朋友  
class Person(val name: String) \{  
  def sayHello = println("Hello, I'm " + name)  
  def makeFriends(p: Person) \{  
    sayHello  
    p.sayHello  
  \}  
\}  
class Student(name: String) extends Person(name)  
class Party\[T <: Person\](p1: T, p2: T) \{  
  def play = p1.makeFriends(p2)  
\}

除了指定泛型类型的上边界，还可以指定下边界，即指定泛型类型必须是某个类的父类  
  
例如：领身份证  
class Father(val name: String)   
class Child(name: String) extends Father(name)  
  
  
def getIDCard\[R >: Child\](person: R) \{  
  if (person.getClass == classOf\[Child\]) println("please tell us your parents' names.")  
  else if (person.getClass == classOf\[Father\]) println("sign your name for your child's id card.")  
  else println("sorry, you are not allowed to get id card.")  
\}

上下边界Bounds，虽然可以让一种泛型类型，支持有父子关系的多种类型。但是，在某个类与上下边界Bounds指定的父子类型范围内的类都没有任何关系，则默认是肯定不能接受的。  
然而，View Bounds作为一种上下边界Bounds的加强版，支持可以对类型进行隐式转换，将指定的类型进行隐式转换后，再判断是否在边界指定的类型范围内  
  
例如：跟小狗交朋友  
class Person(val name: String) \{  
  def sayHello = println("Hello, I'm " + name)  
  def makeFriends(p: Person) \{  
    sayHello  
    p.sayHello  
  \}  
\}  
class Student(name: String) extends Person(name)  
class Dog(val name: String) \{ def sayHello = println("Wang, Wang, I'm " + name) \}  
  
implicit def dog2person(dog: Object): Person = if(dog.isInstanceOf\[Dog\]) \{val \_dog = dog.asInstanceOf\[Dog\]; new Person(\_dog.name) \} else Nil  
  
class Party\[T <% Person\](p1: T, p2: T)

Context Bounds是一种特殊的Bounds，它会根据泛型类型的声明，比如“T: 类型”要求必须存在一个类型为“类型\[T\]”的隐式值。其实个人认为，Context Bounds之所以叫Context，是因为它基于的是一种全局的上下文，需要使用到上下文中的隐式值以及注入。  
  
例如：使用Scala内置的比较器比较大小  
class Calculator\[T: Ordering\] (val number1: T, val number2: T) \{  
  def max(implicit order: Ordering\[T\]) = if(order.compare(number1, number2) > 0) number1 else number2  
\}

在Scala中，如果要实例化一个泛型数组，就必须使用Manifest Context Bounds。也就是说，如果数组元素类型为T的话，需要为类或者函数定义\[T: Manifest\]泛型类型，这样才能实例化Array\[T\]这种泛型数组。  
  
例如：打包饭菜（一种食品打成一包）  
class Meat(val name: String)  
class Vegetable(val name: String)  
  
def packageFood\[T: Manifest\] (food: T\*) = \{  
  val foodPackage = new Array\[T\](food.length)  
  for(i <- 0 until food.length) foodPackage(i) = food(i)  
  foodPackage   
\}  
  
Scala的协变和逆变是非常有特色的！完全解决了Java中的泛型的一大缺憾！  
举例来说，Java中，如果有Professional是Master的子类，那么Card\[Professionnal\]是不是Card\[Master\]的子类？答案是：不是。因此对于开发程序造成了很多的麻烦。  
而Scala中，只要灵活使用协变和逆变，就可以解决Java泛型的问题。  
  
例如：进入会场  
class Master  
class Professional extends Master  
  
// 大师以及大师级别以下的名片都可以进入会场  
class Card\[+T\] (val name: String)  
def enterMeet(card: Card\[Master\]) \{  
  println("welcome to have this meeting!")  
\}  
  
// 只要专家级别的名片就可以进入会场，如果大师级别的过来了，当然可以了！  
class Card\[-T\] (val name: String)  
def enterMeet(card: Card\[Professional\]) \{  
  println("welcome to have this meeting!")  
\}

在Scala里，有一种特殊的类型参数，就是Existential Type，存在性类型。  
  
Array\[T\] forSome \{ type T \}  
Array\[\_\]