scala的型變是什么

本篇內(nèi)容介紹了“scala的型變是什么”的有關(guān)知識(shí)，在實(shí)際案例的操作過(guò)程中，不少人都會(huì)遇到這樣的困境，接下來(lái)就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！

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型變是復(fù)雜類型的子類型關(guān)系與其組件類型的子類型關(guān)系的相關(guān)性。Scala支持 泛型類 的類型參數(shù)的型變注釋，允許它們是協(xié)變的，逆變的，或在沒(méi)有使用注釋的情況下是不變的。在類型系統(tǒng)中使用型變?cè)试S我們?cè)趶?fù)雜類型之間建立直觀的連接，而缺乏型變則會(huì)限制類抽象的重用性。

class Foo[+A] // A covariant classclass Bar[-A] // A contravariant classclass Baz[A]  // An invariant class

協(xié)變

使用注釋 +A，可以使一個(gè)泛型類的類型參數(shù) A 成為協(xié)變。對(duì)于某些類 class List[+A]，使 A 成為協(xié)變意味著對(duì)于兩種類型 A 和 B，如果 A 是 B 的子類型，那么 List[A] 就是 List[B] 的子類型。這允許我們使用泛型來(lái)創(chuàng)建非常有用和直觀的子類型關(guān)系。

考慮以下簡(jiǎn)單的類結(jié)構(gòu)：

abstract class Animal {  def name: String}case class Cat(name: String) extends Animalcase class Dog(name: String) extends Animal

類型 Cat 和 Dog 都是 Animal 的子類型。Scala 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)有一個(gè)通用的不可變的類 sealed abstract class List[+A]，其中類型參數(shù) A 是協(xié)變的。這意味著 List[Cat] 是 List[Animal]，List[Dog] 也是 List[Animal]。直觀地說(shuō)，貓的列表和狗的列表都是動(dòng)物的列表是合理的，你應(yīng)該能夠用它們中的任何一個(gè)替換 List[Animal]。

在下例中，方法 printAnimalNames 將接受動(dòng)物列表作為參數(shù)，并且逐行打印出它們的名稱。如果 List[A] 不是協(xié)變的，最后兩個(gè)方法調(diào)用將不能編譯，這將嚴(yán)重限制 printAnimalNames 方法的適用性。

object CovarianceTest extends App {  def printAnimalNames(animals: List[Animal]): Unit = {    animals.foreach { animal =>      println(animal.name)    }  }
  val cats: List[Cat] = List(Cat("Whiskers"), Cat("Tom"))  val dogs: List[Dog] = List(Dog("Fido"), Dog("Rex"))
  printAnimalNames(cats)  printAnimalNames(dogs)}

逆變

通過(guò)使用注釋 -A，可以使一個(gè)泛型類的類型參數(shù) A 成為逆變。與協(xié)變類似，這會(huì)在類及其類型參數(shù)之間創(chuàng)建一個(gè)子類型關(guān)系，但其作用與協(xié)變完全相反。也就是說(shuō)，對(duì)于某個(gè)類 class Writer[-A] ，使 A 逆變意味著對(duì)于兩種類型 A 和 B，如果 A 是 B 的子類型，那么 Writer[B] 是 Writer[A] 的子類型。

考慮在下例中使用上面定義的類 Cat，Dog 和 Animal ：

abstract class Printer[-A] {  def print(value: A): Unit}

這里 Printer[A] 是一個(gè)簡(jiǎn)單的類，用來(lái)打印出某種類型的 A。讓我們定義一些特定的子類：

class AnimalPrinter extends Printer[Animal] {  def print(animal: Animal): Unit =    println("The animal's name is: " + animal.name)}
class CatPrinter extends Printer[Cat] {  def print(cat: Cat): Unit =    println("The cat's name is: " + cat.name)}

如果 Printer[Cat] 知道如何在控制臺(tái)打印出任意 Cat，并且 Printer[Animal] 知道如何在控制臺(tái)打印出任意 Animal，那么 Printer[Animal] 也應(yīng)該知道如何打印出 Cat 就是合理的。反向關(guān)系不適用，因?yàn)?Printer[Cat] 并不知道如何在控制臺(tái)打印出任意 Animal。因此，如果我們?cè)敢猓覀儜?yīng)該能夠用 Printer[Animal] 替換 Printer[Cat]，而使 Printer[A] 逆變?cè)试S我們做到這一點(diǎn)。

object ContravarianceTest extends App {  val myCat: Cat = Cat("Boots")
  def printMyCat(printer: Printer[Cat]): Unit = {    printer.print(myCat)  }
  val catPrinter: Printer[Cat] = new CatPrinter  val animalPrinter: Printer[Animal] = new AnimalPrinter
  printMyCat(catPrinter)  printMyCat(animalPrinter)}

這個(gè)程序的輸出如下：

The cat's name is: BootsThe animal's name is: Boots

不變

默認(rèn)情況下，Scala中的泛型類是不變的。這意味著它們既不是協(xié)變的也不是逆變的。在下例中，類 Container 是不變的。Container[Cat] 不是 Container[Animal]，反之亦然。

class Container[A](value: A) {  private var _value: A = value  def getValue: A = _value  def setValue(value: A): Unit = {    _value = value  }}

可能看起來(lái)一個(gè) Container[Cat] 自然也應(yīng)該是一個(gè) Container[Animal]，但允許一個(gè)可變的泛型類成為協(xié)變并不安全。在這個(gè)例子中，Container 是不變的非常重要。假設(shè) Container 實(shí)際上是協(xié)變的，下面的情況可能會(huì)發(fā)生：

val catContainer: Container[Cat] = new Container(Cat("Felix"))val animalContainer: Container[Animal] = catContaineranimalContainer.setValue(Dog("Spot"))val cat: Cat = catContainer.getValue

幸運(yùn)的是，編譯器在此之前就會(huì)阻止我們。

其他例子

另一個(gè)可以幫助理解型變的例子是 Scala 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的 trait Function1[-T, +R]。Function1 表示具有一個(gè)參數(shù)的函數(shù)，其中第一個(gè)類型參數(shù) T 表示參數(shù)類型，第二個(gè)類型參數(shù) R 表示返回類型。Function1 在其參數(shù)類型上是逆變的，并且在其返回類型上是協(xié)變的。對(duì)于這個(gè)例子，我們將使用文字符號(hào) A => B 來(lái)表示 Function1[A, B]。

假設(shè)前面使用過(guò)的類似 Cat，Dog，Animal 的繼承關(guān)系，加上以下內(nèi)容：

abstract class SmallAnimal extends Animalcase class Mouse(name: String) extends SmallAnimal

假設(shè)我們正在處理接受動(dòng)物類型的函數(shù)，并返回他們的食物類型。如果我們想要一個(gè) Cat => SmallAnimal（因?yàn)樨埑孕?dòng)物），但是給它一個(gè) Animal => Mouse，我們的程序仍然可以工作。直觀地看，一個(gè) Animal => Mouse 的函數(shù)仍然會(huì)接受一個(gè) Cat 作為參數(shù)，因?yàn)?Cat 即是一個(gè) Animal，并且這個(gè)函數(shù)返回一個(gè) Mouse，也是一個(gè) SmallAnimal。既然我們可以安全地，隱式地用后者代替前者，我們可以說(shuō) Animal => Mouse 是 Cat => SmallAnimal 的子類型。

與其他語(yǔ)言的比較

某些與 Scala 類似的語(yǔ)言以不同的方式支持型變。例如，Scala 中的型變注釋與 C# 中的非常相似，在定義類抽象時(shí)添加型變注釋（聲明點(diǎn)型變）。但是在Java中，當(dāng)類抽象被使用時(shí)（使用點(diǎn)型變），才會(huì)給出型變注釋。

“scala的型變是什么”的內(nèi)容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識(shí)可以關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站，小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實(shí)用文章！

本文名稱：scala的型變是什么
網(wǎng)站URL：http://muchs.cn/article36/gdsdsg.html

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