Scala泛型

簡單回顧泛型

java中可使用泛型進行編程，一個簡單的泛型例子如下：

List<String> strList = new ArrayList<String>();
strList.add("one");
strList.add("two");
strList.add("three");

String one = strList.get(0); // 泛型拿數(shù)據(jù)不必進行類型轉(zhuǎn)換，不使用泛型的話需要對類型進行轉(zhuǎn)換

scala的泛型

scala中的泛型稱為類型參數(shù)化(type parameterlization)。語法跟java不一樣，使用”[]”表示類型。

一個使用類型參數(shù)化的函數(shù)：

def position[A](xs: List[A], value: A): Int = {
    xs.indexOf(value)
}

position(List(1,2,3), 1) // 0
position(List("one", "two", "three"), "two") // 1

稍微復(fù)雜點的類型參數(shù)化，實現(xiàn)一個map函數(shù)，需要一個List和一個函數(shù)作為參數(shù)：

普通的map方法：

List(1,2,3) map { _ * 2 }  // List[Int] = List(2,4,6)
List(1,2,3) map { _ + "2" }  // List[String] = List(12, 22, 32)

使用泛型實現(xiàn)的map方法：

def map[A,B](list:List[A], func: A => B) = list.map(func)

map(List(1,2,3), { num: Int => num + "2" }) // List[String] = List(12, 22, 32)
map(List(1,2,3), { num: Int => num * 2 }) // List[Int] = List(2, 4, 6)

上限和下限

scala跟java一樣，也提供了上限(upper bounds)和下限(lower bounds)功能。

上限(upper bounds)

java中上限的使用如下：

<T extends Object>

通配符形式
<? extends Object>

scala寫法：

[T <: AnyRef]

通配符形式
[_ <: AnyRef]

上限的一些例子：

public void upperBound(List<? extends Number> list) {
    Object obj = list.get(0); // Number是Object的子類，使用Object可以代替Number。
    Number num = list.get(0);
    Integet i = list.get(0); // compile error
    list.add(new Integer(1)); // compile error
}

上限做參數(shù)，set的話不能確定具體的類型，所以會報編譯錯誤。get的話得到的結(jié)果的類型的下限為參數(shù)的上限。相當(dāng)于使用了上限參數(shù)的話，該參數(shù)就變成了只讀參數(shù)，類似生產(chǎn)者，只提供數(shù)據(jù)。

scala版本：

def upperBound[A <: Animal](list: ListBuffer[A]): Unit = { 
    list += new Animal("123") // compile error
    val obj: AnyRef = list(0) // ok
    val a: Animal = list(0) // ok
    val a: Cat = list(0) // compile error
}

這里使用ListBuffer作為集合，ListBuffer的+=方法會在列表內(nèi)部添加數(shù)據(jù)，不會產(chǎn)生一個新的List。如果使用List的話，:+操作符會在新生成的List中自動得到符合所有元素的類型。

List[Animal](new Cat()) :+ 1 // List[Any] = List(Cat@3f23a076, 1)

生成新的List會自動根據(jù)上下文得到新的泛型類型List[AnyRef]。

下限(lower bounds)

<T super MyClass>

通配符形式
<? super MyClass>

scala寫法：

[T >: MyClass]

通配符形式
[_ >: MyClass]

下限的一些例子：

public static void lowerBound(List<? super Number> l) {
    l.add(new Integer(1));
    l.add(new Float(2));
    Object obj = l.get(0);
    Number num = l.get(0); // compile error
}

下限做參數(shù)，get方法只能用最寬泛的類型來獲取數(shù)據(jù)，相當(dāng)于get只提供了數(shù)據(jù)最小級別的訪問權(quán)限。類似消費者，主要用來消費數(shù)據(jù)。

scala版本：

def lowerBound[A >: Animal](list: ListBuffer[A]): Unit = { 
    list += new Animal() // ok
    list += new Cat() // ok
    val obj: Any = list(0) // ok
    val obj: Animal = list(0) // compile error
}

協(xié)變和逆變

協(xié)變(covariance)：對于一個帶類型參數(shù)的類型，比如List[T]，如果對A及其子類型B，滿足List[B]也符合List[A]的子類型，那么就稱為協(xié)變，用加號表示。比如 MyType[+A]

逆變(contravariance)：如果List[A]是List[B]的子類型，用減號表示。比如MyType[+B]

如果一個類型支持協(xié)變或逆變，則稱這個類型為可變的(variance)。否則稱為不可變的(invariant)。

在java里，泛型類型都是不可變的，比如List<String>并不是List<Object>的子類。

trait A[T]
class C[T] extends A[T]
class Parent; class Child extends Parent
val c:C[Parent] = new C[Parent] // ok
val c:C[Parent] = new C[Child]; // Child <: Parent, but class C is invariant in type T.

協(xié)變

上面的例子提示已經(jīng)很明確了。類C是不可變的，改成協(xié)變即可。

trait A[+T]
class C[+T] extends A[T]
class Parent; class Child extends Parent
val c: C[Parent] = new C[Parent] // ok
val c: C[Parent] = new C[Child]  // ok

scala中List就是一個協(xié)變類。

val list:List[Parent] = List[Child](new Child())

逆變

逆變概念與協(xié)變相反。

trait A[-T]
class C[-T] extends A[T]
class Parent; class Child extends Parent
val c: C[Parent] = new C[Parent] // ok
val c: C[Child] = new C[Parent]  // ok

協(xié)變逆變注意點

逆變協(xié)變并不會被繼承，父類聲明為逆變或協(xié)變，子類如果想要保持，任需要聲明：

trait A[+T]
class C[T] extends A[T] // C是不可變的，因為它不是逆變或協(xié)變。
class D[+T] extends A[T] // D是可變的，是協(xié)變
class E[-T] extends A[T] // E是可變的，是逆變