函数式编程与面向对象编程[4]:Scala的类型关联Type Alias

之剑 2016.5.4 23:55:19

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类型关联 Type Alias

type关键字

scala里的类型，除了在定义class,trait,object时会产生类型，还可以通过type关键字来声明类型。

type相当于声明一个类型别名：

object TestMatrix extends App{  
  type IntList = List[Int]
  //接下来就可以这样使用它：
  type Matrix = List[IntList]

  val m = Matrix( IntList(1,2,3),
                  IntList(1,2,3),
                  IntList(1,2,3))
}

scala> type IntList=List[Int]
defined type alias IntList

这种给类型一个别名的特性只是一个小糖豆，不太甜，真正有趣的是给一类操作命名（联想C#中定义delegate）。

比如这样：

type PersonPredicate = Person => Boolean

接受一个Person，返回一个Boolean，我们把这一类用来判断一个人是否符合某个条件的操作统称为PersonPredicate。

然后我们可以定义以下predicate：

val teenagerPred: PersonPredicate = person => person.age < 20

然后前面写过的teenagers方法就可以这样重新定义：

  def teenagers(people: People): People = {
    people.filter(teenagerPred)
  }

按照这个思路下去，我们就可以开始composite functions了。比如说，我们跟人收税，就可以这么做：

    

  type Tax = Person => Double
  val incomeTax: Tax = person => person.income * 5 / 100
  val kejuanzaTax: Tax = person => person.income * 20 / 100
  def giveMeYourMoney(p: Person) = {
    calculateTax(p, List(incomeTax, kejuanzaTax))
  }
  def calculateTax(person: Person, taxes: List[Tax]): Double = {
    taxes.foldLeft(0d) {
      (acc, curTax) => acc + curTax(person)
    }
  }

总结一下type alia这个糖衣：

一个类型的type alias，类似于这样的：type t = x。编译器将在所有使用到t的地方把t替换为x。

对于一种操作的type alias，编译器将会根据参数列表和返回值类型的不同将其替换为对应的Function0,Function1,Function2 …… 一直到Function22。

如果我们真的定义一个超过22个参数的操作会如何呢？

  type twentyThree = (
      String, String, String, String,
      String, String, String, String,
      String, String, String, String,
      String, String, String, String,
      String, String, String, String,
      String, String, String
    ) => String
    

Scala编译器会直接告诉我们： type Function23 is not a member of package scala

结构类型

结构类型(structural type)为静态语言增加了部分动态特性，使得参数类型不再拘泥于某个已命名的类型，只要参数中包含结构中声明的方法或值即可。举例来说，java里对所有定义了close方法的抽象了一个Closable接口，然后再用Closable类型约束参数，而scala里可以不要求参数必须继承自Closable接口只需要包含close方法；如下：

scala> def free( res: {def close():Unit} ) { 
            res.close 
        }

scala> free(new { def close()=println("closed") })
closed

也可以通过type在定义类型时，将其声明为结构类型

scala> type X = { def close():Unit }
defined type alias X

scala> def free(res:X) = res.close

scala> free(new { def close()=println("closed") })
closed

上面传入参数时，都是传入一个实现close方法的匿名类，如果某个类/单例中实现了close方法，也可以直接传入

scala> object A { def close() {println("A closed")} }

scala> free(A)
A closed

scala> class R { def close()=print("ok") }

scala> val r = new R

scala> free(r)
ok

结构类型还可以用在稍微复杂一点的“复合类型”中，比如：

scala> trait X1; trait X2;

scala> def test(x: X1 with X2 { def close():Unit } ) = x.close

上面声明test方法参数的类型为：

X1 with X2 { def close():Unit }

表示参数需要符合特质X1和X2同时也要有定义close方法。

复合类型与with关键字

class A extends (B with C with D with E)

T1 with T2 with T3 …

这种形式的类型称为复合类型(compound type)或者也叫交集类型(intersection type)。

跟结构类型类似，可以在一个方法里声明类型参数时使用复合类型：

scala> trait X1; trait X2;

scala> def test(x: X1 with X2) = {println("ok")}
test: (x: X1 with X2)Unit

scala> test(new X1 with X2)
ok

scala> object A extends X1 with X2

scala> test(A)
ok

也可以通过 type 声明：

scala> type X = X1 with X2
defined type alias X

scala> def test(x:X) = println("OK")
test: (x: X)Unit

scala> class A extends X1 with X2

scala> val a = new A

scala> test(a)
OK

结构类型

结构类型：定义方法或者表达式时，要求传参具有某种行为，但又不想使用类，或者接口去限制，可以使用结构类型。

    class Structural { def open()=print("A class instance Opened") }

    object Structural__Type {

      def main(args: Array[String]){
        init(new { def open()=println("Opened") }) //创建了一个匿名对象，实现open方法
        type X = { def open():Unit } //将右边的表达式命名为一个别名
        def init(res:X) = res.open
        init(new { def open()=println("Opened again") })
        
        object A { def open() {println("A single object Opened")} } //创建的单例对象里面也必须实现open方法
        init(A)
        
        val structural = new Structural
        init(structural)
        
      }

      def init( res: {def open():Unit} ) { //要求传进来的res对象具有open方法，不限制类型
                res.open
            }
    }

Scala复合类型解析：

    trait Compound_Type1;
    trait Compound_Type2;
    class Compound_Type extends Compound_Type1 with Compound_Type2
    object Compound_Type {
      def compound_Type(x: Compound_Type1 with Compound_Type2) = {println("Compound Type in global method")} //限制参数x即是Type1的类型，也是Type2的类型
      def main(args: Array[String]) {
        
        compound_Type(new Compound_Type1 with Compound_Type2) //匿名方式，结果：Compound Type in global method
        object compound_Type_oject extends Compound_Type1 with Compound_Type2 //object继承方式，trait混入object对象中
        compound_Type(compound_Type_oject) //结果都一样，Compound Type in global method
        
        type compound_Type_Alias = Compound_Type1 with Compound_Type2 //定义一个type别名
        def compound_Type_Local(x:compound_Type_Alias) = println("Compound Type in local method") //使用type别名进行限制
        val compound_Type_Class = new Compound_Type
        compound_Type_Local(compound_Type_Class) //结果：Compound Type in local method
        
        type Scala = Compound_Type1 with Compound_Type2 { def init():Unit } //type别名限制即是Type1，也是Type2，同时还要实现init方法
      }

    }

Infix Type

Infix Type：中值类型，允许带有两个参数的类型。

    object Infix_Types {

      def main(args: Array[String]) {
        
        object Log { def >>:(data:String):Log.type = { println(data); Log } }
        "Hadoop" >>: "Spark" >>: Log //右结合，先打印出Spark，再打印出Hadoop
        
         val list = List()
         val newList = "A" :: "B" :: list //中值表达式
         println(newList)
        
        class Infix_Type[A,B] //中值类型是带有两个类型参数的类型
        val infix: Int Infix_Type String = null //此时A是Int，B为String，具体类型名写在两个类型中间
        val infix1: Infix_Type[Int, String] = null //和这种方式等价
        
        case class Cons(first:String,second:String) //中值类型
        val case_class = Cons("one", "two")
        case_class match { case "one" Cons "two" => println("Spark!!!") } //unapply
        
      }

    }

self-type

    class Self {
        self => //self是this别名
        val tmp="Scala"
        def foo = self.tmp + this.tmp
    }
    trait S1
    class S2 { this:S1 => } //限定：实例化S2时，必须混入S1类型
    class S3 extends S2 with S1
    class s4 {this:{def init():Unit} =>} //也能用于结构类型限定

    trait T { this:S1 => } //也能用于trait
    object S4 extends T with S1
    object Self_Types {

      def main(args: Array[String]) {
        class Outer { outer =>
         val v1 = "Spark"
         class Inner {
         println(outer.v1)  //使用外部类的属性
         }
        }
        val c = new S2 with S1 //实例化S2时必须混入S1类型
      }

    }

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关于作者: 陈光剑，江苏东海人, 号行走江湖一剑客，字之剑。程序员，诗人, 作家

http://universsky.github.io/​


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