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Scala编程:类型参数

Scala编程:类型参数

  • 类型参数是什么?类型参数其实就类似于Java中的泛型。先说说Java中的泛型是什么,比如我们有List a = new ArrayList(),接着a.add(1),没问题,a.add("2"),然后我们a.get(1) == 2,对不对?肯定不对了,a.get(1)获取的其实是个String——"2",String——"2"怎么可能与一个Integer类型的2相等呢?

  • 所以Java中提出了泛型的概念,其实也就是类型参数的概念,此时可以用泛型创建List,List a = new ArrayList[Integer](),那么,此时a.add(1)没问题,而a.add("2")呢?就不行了,因为泛型会限制,只能往集合中添加Integer类型,这样就避免了上述的问题。

  • 那么Scala的类型参数是什么?其实意思与Java的泛型是一样的,也是定义一种类型参数,比如在集合,在类,在函数中,定义类型参数,然后就可以保证使用到该类型参数的地方,就肯定,也只能是这种类型。从而实现程序更好的健壮性。

  • 此外,类型参数是Spark源码中非常常见的,因此同样必须掌握,才能看懂spark源码。


泛型类

  • 泛型类,顾名思义,其实就是在类的声明中,定义一些泛型类型,然后在类内部,比如field或者method,就可以使用这些泛型类型。

  • 使用泛型类,通常是需要对类中的某些成员,比如某些field和method中的参数或变量,进行统一的类型限制,这样可以保证程序更好的健壮性和稳定性。

  • 如果不使用泛型进行统一的类型限制,那么在后期程序运行过程中,难免会出现问题,比如传入了不希望的类型,导致程序出问题。

  • 在使用类的时候,比如创建类的对象,将类型参数替换为实际的类型,即可。

  • Scala自动推断泛型类型特性:直接给使用了泛型类型的field赋值时,Scala会自动进行类型推断。

// 案例:新生报到,每个学生来自不同的地方,id可能是Int,可能是Stringclass Student[T](val localId: T) {  def getSchoolId(hukouId: T) = "S-" + hukouId + "-" + localId
}val leo = new Student[Int](111)

泛型函数

  • 泛型函数,与泛型类类似,可以给某个函数在声明时指定泛型类型,然后在函数体内,多个变量或者返回值之间,就可以使用泛型类型进行声明,从而对某个特殊的变量,或者多个变量,进行强制性的类型限制。

  • 与泛型类一样,你可以通过给使用了泛型类型的变量传递值来让Scala自动推断泛型的实际类型,也可以在调用函数时,手动指定泛型类型。

// 案例:卡片售卖机,可以指定卡片的内容,内容可以是String类型或Int类型def getCard[T](content: T) = {  if(content.isInstanceOf[Int]) "card: 001, " + content  else if(content.isInstanceOf[String]) "card: this is your card, " + content  else "card: " + content
}

getCard[String]("hello world")

上边界Bounds

  • 在指定泛型类型的时候,有时,我们需要对泛型类型的范围进行界定,而不是可以是任意的类型。比如,我们可能要求某个泛型类型,它就必须是某个类的子类,这样在程序中就可以放心地调用泛型类型继承的父类的方法,程序才能正常的使用和运行。此时就可以使用上下边界Bounds的特性。

  • Scala的上下边界特性允许泛型类型必须是某个类的子类,或者必须是某个类的父类

class Person(val name: String) {  def sayHello = println("Hello, I'm " + name)  def makeFriends(p: Person) {
    sayHello
    p.sayHello
  }
}class Student(name: String) extends Person(name)class Party[T <: Person](p1: T, p2: T) {  def play = p1.makeFriends(p2)
}val leo = new Student("leo")val jack = new Student("jack")val party = new Party(leo, jack)class Worker(name: String)val tom = new Worker("Tom")val party = new Party(leo, tom)

T <: Person意思是T必须是Person或者是Person的子类


下边界Bounds

  • 除了指定泛型类型的上边界,还可以指定下边界,即指定泛型类型必须是某个类的父类

// 案例:领身份证class Father(val name: String) 
class Child(name: String) extends Father(name)def getIDCard[R >: Child](person: R) {  if (person.getClass == classOf[Child]) println("please tell us your parents' names.")  else if (person.getClass == classOf[Father]) println("sign your name for your child's id card.")  else println("sorry, you are not allowed to get id card.")
}

getIDCard(tom)val leo = new Father("leo")
getIDCard(leo)val jack = new Child("jack")
getIDCard(jack)

R >: Child意思是R必须是Child或者Child的父类


View Bounds

  • 上下边界Bounds,虽然可以让一种泛型类型,支持有父子关系的多种类型。但是,在某个类与上下边界Bounds指定的父子类型范围内的类都没有任何关系,则默认是肯定不能接受的。

  • 然而,View Bounds作为一种上下边界Bounds的加强版,支持可以对类型进行隐式转换,将指定的类型进行隐式转换后,再判断是否在边界指定的类型范围内

案例:跟小狗交朋友class Person(val name: String) {  def sayHello = println("Hello, I'm " + name)  def makeFriends(p: Person) {
    sayHello
    p.sayHello
  }
}class Student(name: String) extends Person(name)class Dog(val name: String) { def sayHello = println("Wang, Wang, I'm " + name) }implicit def dog2person(dog: Object): Person = if(dog.isInstanceOf[Dog]) {    val _dog = dog.asInstanceOf[Dog]; new Person(_dog.name) } 
else Nilclass Party[T <% Person](p1: T, p2: T)val party = new Party(leo, jack)val leo = new Student("leo")val party = new Party(leo, dog)

T <: Person意思是T必须是Person或者是Person的子类也可以是对T经过隐式类型是Person或者Person的子类


Context Bounds

  • Context Bounds是一种特殊的Bounds,它会根据泛型类型的声明,比如“T:类型”要求必须存在一个类型为“类型[T]”的隐式值implicit order: Ordering[T]。其实个人认为,Context Bounds之所以叫Context,是因为它基于的是一种全局的上下文,需要使用到上下文中的隐式值以及注入。

// 案例:使用Scala内置的比较器比较大小class Calculator[T: Ordering] (val number1: T, val number2: T) {  def max(implicit order: Ordering[T]) = if(order.compare(number1, number2) > 0) number1 else number2
}val cal = new Calculator(1, 2)

Manifest Context Bounds

  • 在Scala中,如果要实例化一个泛型数组,就必须使用Manifest Context Bounds。也就是说,如果数组元素类型为T的话,需要为类或者函数定义[T:Manifest]泛型类型,这样才能实例化Array[T]这种泛型数组。

// 案例:打包饭菜(一种食品打成一包)class Meat(val name: String)class Vegetable(val name: String)def packageFood[T: Manifest] (food: T*) = {  val foodPackage = new Array[T](food.length)  for(i <- 0 until food.length) foodPackage(i) = food(i)
  foodPackage 
}val gbjd = new Meat("gongbaojiding")val yxrs = new Meat("yuxiangrousi")val ssyp = new Meat("shousiyangpai")val meatPackage = packageFood(gbjd, yxrs, ssyp)

协变和逆变

  • Scala的协变和逆变是非常有特色的!完全解决了Java中的泛型的一大缺憾!

  • 举例来说,Java中,如果有Professional是Master的子类,那么Card[Professionnal]是不是Card[Master]的子类?答案是:不是。因此对于开发程序造成了很多的麻烦。

  • 而Scala中,只要灵活使用协变和逆变,就可以解决Java泛型的问题。

// 案例:进入会场class Masterclass Professional extends Master// 大师以及大师级别以下的名片都可以进入会场class Card[+T] (val name: String)def enterMeet(card: Card[Master]) {
  println("welcome to have this meeting!")
}val jack = new Card[Professional]("jack")val leo = new Card[Master]("leo")
enterMeet(jack)
enterMeet(leo)// 如果是正常的class Card[T] (val name: String)def enterMeet(card: Card[Master]) {
  println("welcome to have this meeting!")
}val jack = new Card[Professional]("jack")val leo = new Card[Master]("leo")
enterMeet(jack)
enterMeet(leo)// 只要专家级别的名片就可以进入会场,如果大师级别的过来了,当然可以了!class Card[-T] (val name: String)def enterMeet(card: Card[Professional]) {
  println("welcome to have this meeting!")
}val jack = new Card[Professional]("jack")val leo = new Card[Master]("leo")
enterMeet(jack)
enterMeet(leo)

Existential Type

  • 在Scala里,有一种特殊的类型参数,就是Existential Type,存在性类型。这种类型务必掌握是什么意思,因为在spark源码实在是太常见了!

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