Scalaz（2）－ 基础篇：随意多态－typeclass, ad-hoc polymorphism

 scalaz功能基本上由以下三部分组成：

1、新的数据类型，如：Validation, NonEmptyList ...

2、标准scala类型的延伸类型，如：OptionOps, ListOps ...

3、通过typeclass的随意多态（ad-hoc polymorphism）编程模式实现的大量概括性函数组件库

我们在这篇重点讨论多态（polymorphism），特别是随意多态（ad-hoc polymorphism）。

多态，简单来讲就是一项操作（operation）可以对任意类型施用。在OOP的世界里，我们可以通过以下各种方式来实现多态：

1、重载 Overloading

2、继承 Inheritance

3、模式匹配 Pattern-matching

4、特性 Traits/interfaces

5、类型参数 Type parameters

作为一种通用的组件库，scalaz是通过任意多态typeclass模式来实现软件模块之间的松散耦合（decoupling）.这样scalaz的用户就可以在不需要重新编译scalaz源代码的情况下对任何类型施用scalaz提供的函数功能了。

我们来分析一下各种实现多态的方式：

假如我们设计一个描述输入参数的函数：tell(t: some type): String

如：tell(c: Color) >>> "I am color Red"

    tell(i: Int) >>> "I am Int 3"

    tell(p: Person) >>> "I am Peter"

如果用Overloading：

我们看到用重载的话，除了相同的函数名称tell之外这两个函数没有任何其它关系。我们必须对每一个不同的类型提供一个独立的tell函数。这种方式没什么用，我们需要的是一个函数施用在不同的类型上。

再试试用继承Inheritance:

这种方式更糟糕，tell和类有着更强的耦合。用户必须拥有这些类的源代码才能实现tell。试想如果这个类型是标准的Int怎么办。

用模式匹配pattern-matching呢?

Pattern-matching倒是可以把tell和类型分开。但是必须在tell里增加新的类型匹配，也就是说必须能控制tell的源代码。

现在再尝试用typeclass模式：typeclass模式是由trait加implicit组成。先看看trait: 

 

这个trait Tellable代表的意思是把tell功能附加到任意类型T,但还未定义tell的具体功能。

如果用户想把tell附加给Color类型：

针对Color我们在object colorTeller里实现了tell。现在更概括的tell变成这样：

 

这个版本的tell增加了类型变量T、输入参数M，意思是对任何类型T，因为M可以对任何类型T施用tell，所以这个版本的tell可以在任何类型上施用。上面的例子调用了针对Color类型的tell。那么针对Person的tell我们再实现一个Tellable[Person]实例就行了吧：

如上，即使针对Int类型我们一样可以调用这个tell[T]。也既是说如果这个概括性的tell[T]是由其他人开发的某些组件库提供的，那么用户只要针对他所需要处理的类型提供一个tell实现实例，然后调用这个共享的tell[T]，就可以得到随意多态效果了。至于这个类型的实现细节或者源代码则不在考虑之列。

好了，现在我们可以用implicit来精简tell[T]的表达形式： 

 

 也可以这样写：

 

 现在看看如何调用tell：

 

 

假如我忽然需要针对新的类型List[Color], 我肯定无须理会tell[T]，只要调用它就行了：

 

 

这才是真正的随意多态。

值得注意的是implicit是scala compiler的一项功能。在编译时compiler发现类型不对称就会进行隐式转换解析（implicit resolution）。如果解析失败则程序无法通过编译。如果我这样写: tell(4.5)，compiler会提示语法错误。而上面其它多态方式则必须在运算时（runtime）才能发现错误。

 

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