Scala入门到精通——第二十节 类型参数（二）

本节主要内容

1. Ordering与Ordered特质
2. 上下文界定（Context Bound）
3. 多重界定
4. 类型约束

1. Ordering与Ordered特质

在介绍上下文界定之前，我们对scala中的Ordering与Ordered之间的关联与区别进行讲解，先看Ordering、Ordered的类继承层次体系：

通过上面两个图可以看到,Ordering混入了java中的Comparator接口，而Ordered混入了java的Comparable接口，我们知道java中的Comparator是一个外部比较器，而Comparable则是一个内部比较器，例如：

//下面是定义的Person类（Java）public class Person {    private String name;    public String getName() {        return name;    }    public void setName(String name) {        this.name = name;    }    Person(String name){        this.name=name;    }}//Comparator接口，注意它是在java.util包中的public class PersonCompartor implements Comparator<Person>{    @Override    public int compare(Person o1, Person o2) {        if (o1.getName().equalsIgnoreCase(o2.getName())) {            return 1;        }else{            return -1;        }    }    public static void main(String[] args){        PersonCompartor pc=new PersonCompartor();        Person p1=new Person("摇摆少年梦");        Person p2=new Person("摇摆少年梦2");        //下面是它的对象比较使用方式        //可以看它，这是通过外部对象进行方法调用的        if(pc.compare(p1, p2)>0) {            System.out.println(p1);        }else{            System.out.println(p2);        }    }}

而Comparable接口是用于内部比较，Person类自己实现Comparable接口，代码如下

public class Person implements Comparable<Person>{    private String name;    public String getName() {        return name;    }    public void setName(String name) {        this.name = name;    }    Person(String name){        this.name=name;    }    @Override    public int compareTo(Person o) {        if (this.getName().equalsIgnoreCase(o.getName())) {            return 1;        }else{            return -1;        }    }}public class PersonComparable {    public static void main(String[] args) {        Person p1=new Person("摇摆少年梦");        Person p2=new Person("摇摆少年梦2");        //对象自身与其它对象比较，而不需要借助第三方        if(p1.compareTo(p2)>0) {            System.out.println(p1);        }else{            System.out.println(p2);        }    }}

从上述代码中可以看到Comparable与Comparator接口两者的本质不同，因此Ordering混入了Comparator，Ordered混入了Comparator，它们之间的区别和Comparable与Comparator间的区别是相同的。这里先给出一个Ordered在scala中的用法，Ordering的用法，将在上下文界定的时候具体讲解

case class Student(val name:String) extends Ordered[Student]{  override def compare(that:Student):Int={    if(this.name==that.name)      1    else      -1  }}//将类型参数定义为T<:Ordered[T]class Pair1[T<:Ordered[T]](val first:T,val second:T){  //比较的时候直接使用<符号进行对象间的比较  def smaller()={    if(first < second)       first    else      second  }}object OrderedViewBound extends App{  val p=new Pair1(Student("摇摆少年梦"),Student("摇摆少年梦2"))  println(p.smaller)}

2. 上下文界定

在第十七节中的类型参数（一）中，我们提到视图界定可以跨越类继承层次结构，其后面的原理是隐式转换。本节要介绍的上下文界定采用隐式值来实现，上下文界定的类型参数形式为T：M的形式，其中M是一个泛型，这种形式要求存在一个M[T]类型的隐式值：

//PersonOrdering混入了Ordering，它与实现了Comparator接口的类的功能一致class PersonOrdering extends Ordering[Person]{   override def compare(x:Person, y:Person):Int={    if(x.name>y.name)       1    else       -1  }}case class Person(val name:String){  println("正在构造对象:"+name)}//下面的代码定义了一个上下文界定//它的意思是在对应作用域中，必须存在一个类型为Ordering[T]的隐式值，该隐式值可以作用于内部的方法class Pair[T:Ordering](val first:T,val second:T){  //smaller方法中有一个隐式参数，该隐式参数类型为Ordering[T]  def smaller(implicit ord:Ordering[T])={    if(ord.compare(first, second)>0)       first    else      second  }}object ConextBound extends App{  //定义一个隐式值，它的类型为Ordering[Person]  implicit val p1=new PersonOrdering  val p=new Pair(Person("123"),Person("456"))  //不给函数指定参数，此时会查找一个隐式值，该隐式值类型为Ordering[Person],根据上下文界定的要求，该类型正好满足要求  //因此它会作为smaller的隐式参数传入，从而调用ord.compare(first, second)方法进行比较  println(p.smaller)}

有时候也希望ord.compare(first, second)>0的比较形式可以写为first > second这种直观比较形式，此时可以省去smaller函数的隐式参数，并引入Ordering到Ordered的隐式转换，代码如下：

class PersonOrdering extends Ordering[Person]{   override def compare(x:Person, y:Person):Int={    if(x.name>y.name)       1    else       -1  }}case class Person(val name:String){  println("正在构造对象:"+name)}class Pair[T:Ordering](val first:T,val second:T){  //引入odering到Ordered的隐式转换  //在查找作用域范围内的Ordering[T]的隐式值  //本例的话是implicit val p1=new PersonOrdering  //编译器看到比较方式是<的方式进行的时候，会自动进行  //隐式转换，转换成Ordered，然后调用其中的<方法进行比较  import Ordered.orderingToOrdered;  def smaller={    if(first<second)       first    else      second  }}object ConextBound extends App{  implicit val p1=new PersonOrdering  val p=new Pair(Person("123"),Person("456"))  println(p.smaller)}

3. 多重界定

多重界定具有多种形式，例如：
T:M:K //这意味着在作用域中必须存在M[T]、K[T]类型的隐式值
T<%M<%K //这意味着在作用域中必须存在T到M、T到K的隐式转换
K>:T<:M //这意味着M是T类型的超类，K也是T类型的超类
…..

class A[T]class B[T]object MutilBound extends App{  implicit val a=new A[String]  implicit val b=new B[String]  //多重上下文界定，必须存在两个隐式值，类型为A[T],B[T]类型  //前面定义的两个隐式值a,b便是  def test[T:A:B](x:T)=println(x)  test("摇摆少年梦")  implicit def t2A[T](x:T)=new A[T]  implicit def t2B[T](x:T)=new B[T]  //多重视图界定，必须存在T到A，T到B的隐式转换  //前面我们定义的两个隐式转换函数就是  def test2[T <% A[T] <% B[T]](x:T)=println(x)  test2("摇摆少年梦2")}

4. 类型约束

本节部分实验来自：http://hongjiang.info/scala-type-contraints-and-specialized-methods/，感谢原作者的无私奉献
前面讲的类型变量界定、视图界定都是将泛型限定在一定范围内，而上下文界定则是将类型限定为某一类型。类型约束与下下文界定类型，只不过它是用于判断类型测试，类型约束有以下两种：

T=:=U  //用于判断T是否等于UT<:<U  //用于判断T是否为U的子类

像上面的=:=符号很像一个操作符，但其实它是scala语言中的类，它们被定义在Predef当中

@implicitNotFound(msg = "Cannot prove that ${From} <:< ${To}.")  sealed abstract class <:<[-From, +To] extends (From => To) with Serializableprivate[this] final val singleton_<:< = new <:<[Any,Any] { def apply(x: Any): Any = x }  // not in the <:< companion object because it is also  // intended to subsume identity (which is no longer implicit)  implicit def conforms[A]: A <:< A = singleton_<:<.asInstanceOf[A <:< A]   @implicitNotFound(msg = "Cannot prove that ${From} =:= ${To}.")  sealed abstract class =:=[From, To] extends (From => To) with Serializable  private[this] final val singleton_=:= = new =:=[Any,Any] { def apply(x: Any): Any = x }  object =:= {     implicit def tpEquals[A]: A =:= A = singleton_=:=.asInstanceOf[A =:= A]  }

用法简介：

object TypeConstraint extends App{   def test[T](name:T)(implicit ev: T <:< java.io.Serializable)= { name }    //正确，因为String类型属于Serializable的子类     println(test("摇摆少年梦"))   //错误，因为Int类型不属于Seriablizable的子类   println(test(134))}

那么问题来了，test方法定义了一个隐式参数，它的类型是T <:< java.io.Serializable，即只有T为java.io.Serializable的子类才满足要求，但是我们在程序中并没有指定隐式值，为什么这样也是合法的呢？这是因为Predef中的conforms方法会为我们产生一个隐式值。
那类型约束<:<与类型变量界定<:有什么区别呢？下面给出的代码似乎告诉我们它们之间好像也没有什么区别：

   def test1[T<:java.io.Serializable](name:T)= { name }      //编译通过，符合类型变量界定的条件   println(test1("摇摆少年梦"))   //编译通不过，不符号类型变量界定的条件   println(test1(134))

但下面的代码给我们演示的是类型约束<:<与类型变量界定<:之间的区别：
下面的代码演示的是其在一般函数使用时的区别

 scala> def foo[A, B <: A](a: A, b: B) = (a,b)foo: [A, B <: A](a: A, b: B)(A, B)//类型不匹配时，采用类型推断scala>     foo(1, List(1,2,3))res0: (Any, List[Int]) = (1,List(1, 2, 3))//严格匹配，不会采用类型推断scala>  def bar[A,B](a: A, b: B)(implicit ev: B <:< A) = (a,b)bar: [A, B](a: A, b: B)(implicit ev: <:<[B,A])(A, B)scala>     bar(1,List(1,2,3))<console>:9: error: Cannot prove that List[Int] <:< Int.                  bar(1,List(1,2,3))                     ^

下面的代码给出的是其在隐式转换时的区别

scala> def foo[B, A<:B] (a:A,b:B) = print("OK")foo: [B, A <: B](a: A, b: B)Unitscala> class A; class B;defined class Adefined class Bscala> implicit def a2b(a:A) = new Bwarning: there were 1 feature warning(s); re-run with -feature for detailsa2b: (a: A)B//经过隐式转换后，满足要求scala>  foo(new A, new B)OKscala>  def bar[A,B](a:A,b:B)(implicit ev: A<:<B) = print("OK")bar: [A, B](a: A, b: B)(implicit ev: <:<[A,B])Unit//可以看到，隐式转换在<:<类型约束中不管用scala> bar(new A, new B)<console>:12: error: Cannot prove that A <:< B.              bar(new A, new B)                 ^

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