通过 instance 关键字可以创建类型类实例,下面展示了针对于于 Float 和 Int 的 Eq 类型类实例
instance Eq Int where
(==) = eqInt
(/=) = neInt
instance Eq Float where
(==) = eqFloat
(/=) = neFloat
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我们假设 eqInt、neInt、eqFloat、neFloat 都已经由标准库实现了
这样就可以直接用 == 和 /= 函数对 Int 和 Float 进行判等了
– 判断 Int 的相等性
== 1 2
/= 2 4
– 判断 Float 的相等性
== 1.2 1.2
/= 2.4 2.1
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在调用 == 或 /= 函数时,编译器会根据参数类型自动找到类型类实例,然后调用类型类实例的函数执行调用。
如果用户需要自定义判等函数,只需要实现自己的类型类实例即可。
此时你可能会不自觉的和最开始提到的继承方案做一个对比,我画了两个图,可以参考一下
- 继承方案的类型结构是一个层次型的
- Type classes 方案的类型结构是线性的
如果仅仅从结构上来看的话,它们之间的差别就像 Comparable 和 Comparator 一样。
[](()Scala 与 Type classes Pattern
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目前的 Java 是无法实现 Type classes 的,但同为 JVM 的语言,多范式的 Scala 却可以实现。
与 Haskell 不一样, Type classes 在 Scala 中并不是一等公民,也就是没有直接的语法支持,但借助于强大的 隐式系统 我们也能实现 Type classes,由于实现的步骤比较公式化,也就被称之为 Type classes Pattern (类型类模式)。
在 Scala 中实现 Type classes Pattern 大致分为 3 个步骤
-
定义 Type class
-
实现 Type class 实例
-
定义包含 隐式参数 的函数
还是以前面提到的判等问题为需求,按照前面总结的模式步骤来实现一个 Scala 版的 Type classes 解决方案。
第一步定义 Type class,实际就是定义一个带泛型参数的 trait
trait 也类似于 Java 的 interface,不过更加强大
trait Eq[T] {
def eq(a: T, b: T): Boolean
}
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接着我们针对 String、Int 来实现两个类型类实例
object EqInstances {
implicit val intEq = new Eq[Int] {
override def eq(a: Int, b: Int) = a == b
}
implicit val stringEq = instance[String]((a, b) => a.equals(b))
def instance[T](func: (T, T) => Boolean): Eq[T] = new Eq[T] {
override def eq(a: T, b: T): Boolean = func(a, b)
}
}
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stringEq 和 intEq 采用了不同的构造方式
-
stringEq 实例我采用的是类似于 Java 的匿名类进行构造
-
intEq 实例则采用了高阶函数来实现
两个实例都被 implicit 关键字修饰,一般称之为 隐式值 ,作用会在后面讲到。
最后一步,来实现一个带隐式参数的 same 函数, 其实调用类型类实例来判断两个值是否相等
object Same {
def same[T](a: T, b: T)(implicit eq: Eq[T]): Boolean = eq.eq(a, b)
}
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- implicit eq: Eq[T] 就是隐式参数, 调用方可以不用主动传入,编译器会在作用域内查找匹配的隐式值传入 (这就是为什么前面的实例需要被 implicit 修饰)
最后来进行调用验证一下,在调用时我们需要先在当前作用域内通过 import 关键字导入 类型类实例 (主要是为了让编译器能找到这些实例)
import EqInstances._
Same.same(1, 2)
Same.same(“ok”, “ok”)
// 编译错误:no implicits found for parameter eq: Eq[Float]
Same.same(1.0F, 2.4F)
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可以看见,针对 Int 和 Strin 《一线大厂Java面试题解析+后端开发学习笔记+最新架构讲解视频+实战项目源码讲义》无偿开源 威信搜索公众号【编程进阶路】 g 类型的 same 函数调用能通过编译, 而当参数是 Float 时调用就会提示编译错误,这就是因为编译器在作用域内没有找到可以处理 Float 类型的 Eq 实例。
关于 Scala 隐式查找的更多规则可以查看 docs.scala-lang.org/tutorials/F…
到这儿其实就差不多了,但是这样的写法在 Scala 里其实不是很优雅,我们可以再通过一些小技巧优化一下
-
将 same 函数改为 apply 函数,可以简化调用
-
使用 context bound 优化隐式参数,别慌,context bound 实际就是个语法糖而已
object Same {
def apply[T: Eq](a: T, b: T): Boolean = implicitly[Eq[T]].eq(a, b)
}
// 使用 apply 作为函数, 调用时可以不用写函数名
Same(1, 1)
Same(“hello”, “world”)
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简单说一下 context bund,首先泛型的定义 由 T 变成了 [T: Eq] ,这样就可以用 implicitly [Eq[T]] 让编译器在作用域内找到一个 Eq[T] 的隐式实例,context bound 可以让函数的签名更加简洁。
在 Scala 中,类型类的设计其实随处可见,典型的就有 Ordered 。
[](()回望 Java
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以判等问题引出 Type classes 有一些不足,我们只意识到了与 OOP 的继承是一个不一样的判等解决方案,不妨再回到 Java 做一些其他的比较。
以 Comparator[T] 接口为例,在 Java 中我们经常在集合框架中这样使用
List list = new ArrayList<>();
list.sort(Comparator.naturalOrder())
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如果将其改造成为 Type classes 的话
trait Comparator[T] {
def compare(o1: T, o2: T): Int
}
object Instances {
// …
}
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List 的 sort 方法也需要改为带隐式参数的方法前面,这样我们就不需要显示的传 Compartor 实例了



