Scala泛型详解
在Scala中你可以使用类型参数来实现类和函数，这样的类和函数可以用于多种类型。比如Array[T] 你可以存放任意指定类型T的数据.
类、特质、函数都可以有类型参数；将类型参数放在名字后面用方括号括起来
一 泛型类
1.1Java 实现
public class Animals<A,B> {
private A name;
private B age;
public Animals() {
}
public Animals(A name, B age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public A getName() {
return name;
}
public void setName(A name) {
this.name = name;
}
public B getAge() {
return age;
}
public void setAge(B age) {
this.age = age;
}
}
public class MainClient {
public static void main(String[] args) {
Animals<String,Integer> animals = new Animals<String,Integer>();
animals.setName("小花");
animals.setAge(2);
}
}
1.2Scala实现
class Animals[A,B](var name:A, var age:B) {
println(s"Name is $name, Age is $age")
}
object GenericClient extends App {
val cat = new Animals[String,Int]("小花",2)
val dog = new Animals[String,String]("阿黄","5")
}
二 泛型函数
2.1Java 实现
public <T> T convertJsonToObject(String jsonData, Class<T> clazz) {
Gson gson = new Gson();
T object = gson.fromJson(jsonData, clazz);
return object;
}
protected static <T> List<T> asList(T[] pSrc) {
if (pSrc == null || pSrc.length == 0) {
return new ArrayList<T>();
} else {
return Arrays.asList(pSrc);
}
}
2.2Scala实现
def asList[T](pSrc:Array[T]): List[T] = {
if (pSrc == null || pSrc.isEmpty) {
List[T]()
} else {
pSrc.toList
}
}
val friends = Array("小白","琪琪","乐乐")
val friendList = cat.asList(friends)
println(friendList.isInstanceOf[List[String]])
三 类型变量界定
3.1 上边界
有时候我们需要对变量类型进行限制，比如：
class Pair[T](val first:T, val second:T) {
def smaller = if (first.compareTo(second))
}
我们并不知道类型T到底有没有compareTo方法，所以编译报错。
我们可以添加一个上边界
Java版上边界实现：
public class Pair<T extends Comparable<T>> {
private T first;
private T second;
public void smaller(){
if (getFirst().compareTo(getSecond()) < 1) {
System.out.println("first < second");
} else if (getFirst().compareTo(getSecond()) > 1) {
System.out.println("first > second");
} else {
System.out.println("first = second");
}
}
public T getSecond() {
return second;
}
public void setSecond(T second) {
this.second = second;
}
public T getFirst() {
return first;
}
public void setFirst(T first) {
this.first = first;
}
}
Pair<String> p = new Pair<String>();
p.setFirst("10");
p.setSecond("20");
p.smaller();
Scala版上边界实现：
class Pair[T <: Comparable[T]](val first:T, val second:T) {
def smaller = {
if (first.compareTo(second) < 0) {
println("first < second")
} else if (first.compareTo(second) > 0) {
println("first > second")
} else {
println("first = second")
}
}
}
val p = new Pair[String]("10","20")
p.smaller
3.2 下边界
Java实现：
public class Father {
protected String name;
public Father(String name) {
this.name = name;
}
public Father() {
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String message() {
return "<Father> name is "+name;
}
}
public class Child extends Father{
public String message() {
return "<Child> name is "+name;
}
}
public class Children extends Child {
public String message() {
return "<Children> name is "+name;
}
}
public class MethodClient {
public String getMessage(Class<? super Child> clazz) {
if (clazz == Child.class) {
return new Child().message();
}
if (clazz == Father.class) {
return new Father().message();
}
//这里编译通不过，因为Children是Child的子类，而我们所接受的参数是Child以及他的父类才可以
if (clazz == Children.class) {
return new Children().message();
}
return null;
}
}
Scala实现：
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.")
}
}
val c = new Child("ALice")
getIDCard(c)
四 边界之视图边界（View Bounds）
刚才我们看过上边界一个例子，class Pair[T<: Comprable[T]]
如果你尝试new Pair[2,3],肯定会报错，提示Int不是Comparable[Int]的子类，Scala Int类型没有实现Comparable接口，(注意Java的包装类型是可以的)，但是RichInt实现了Comparable[Int]，同时还有一个Int到RichInt的隐式转换，这里就可以使用视图界定。
注意：视图边界用来要求一个可用的隐式转换函数（隐式视图）来将一种类型自动转换为另外一种类型，定义如下：
def func[A <% B](p:A) = 函数体
它其实等价于以下函数定义方式
def func[A](p:A) (implicit m:A=>B) = 函数体
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("汪汪, I'm " + name)
implicit def dog2person(dog: Object): Person = {
if(dog.isInstanceOf[Dog]) {
val _dog = dog.asInstanceOf[Dog];
new Person(_dog.name);
} else {
null
}
}
}
class Party[T <% Person](p1:T,p2:T)
另外一个例子：
class Pairs[T <% Ordered[T]] (val first:T, val second:T) {
def smaller = if (first < second) first else second
}
五 边界之上下文界定
我们知道View Bounds: T <% V必须要求存在一个T 到V的隐式转换。而上下文界定的形式就是[T:M]，其中M是另一个泛型类，他要求必须存在一个类型为M[T]的隐式值
def func[T:S](p:T) = 函数体
表示这个函数参数p的类型是T，但是在调用函数func的时候，必须有一个隐式值S[T]存在，也可以这样写：
def func[T](p:T)(implicit arg:S[T]) = 函数体
类型参数可以有一个形式为T:M的上下文界定，其中M是另外一个泛型类型。它要求作用域存在一个M[T]的隐式值
举个例子：
class Fraction[T:Ordering] {}
他要求存在一个类型为Ordering[T]的隐式值，该隐式值可以用于该类的方法中，考虑如下例子：
class Fraction[T:Ordering](val a:T, val b:T) {
def small(implicit order:Ordering[T]) = {
if (order.compare(a,b) < 0) println(a.toString) else println(b.toString)
}
}
假设现在有一对象Model，需要传入Fraction中，那么：
class Model(val name:String, val age:Int) {
println(s"构造对象 {$name,$age}")
}
val f = new Fraction(new Model("Shelly",28),new Model("Alice",35))
f.small
由于需要一个Ordering[Model]的隐式值，但是我们又没有提供，所以上面编译是有问题的
怎么办呢？既然需要Ordering[Model]的隐式值，那么我们就先创建一个Ordering[Model]的类
class ModelOrdering extends Ordering[Model]{
override def compare(x: Model, y: Model): Int = {
if (x.name == y.name) {
x.age - y.age
} else if (x.name > y.name) {
1
} else {
-1
}
}
}
这个类重写compare方法
然后，编译器需要能够找到这个隐式值这个隐式值 可以是变量也可以是函数。
object ImplicitClient extends App {
//implicit valmo = new ModelOrdering
implicit def mo = new ModelOrdering
/*由于需要一个Ordering[Model]的隐式值，所以一下编译是有问题的*/
val f = new Fraction(new Model("Shelly",28),new Model("Alice",35))
f.small
}
六 Manifest上下文界定
在Scala中，如果要实例化一个泛型数组，需要使用[T:Manifest]
泛型类型，这样才能实例化泛型数组
也就是说:
def func[T: Manifest](参数列表){}
等价于
def func[T](参数列表)(implicit evidence:Manifest[T]) {}
class Manifests {
def convert[T:Manifest](array:T*): Unit ={
val arr = new Array[T](array.length)
for (i <- 0 until array.length){
arr(i) = array(i)
}
arr
}
}
七 多重界定
一个类型参数有多个类型约束,比如：
T>: A <: B
表示T所允许的范围是A的父类 或者是B的子类
T:A:B
表示作用域必须存在A[T]和B[T]隐式值
T <%A <% B
表示作用域必须有T到A 和 T到B 的隐式转换
class Person(val name:String, val age:Int) {
def desc(color:String,weight:Int) = println(s"我的颜色：$color, 我的重量：$weight")
def shopping(p:Person) = println("我正在和 "+p.name+"在万达广场购物")
}
class Dog(val name: String,val age:Int) {
def sayHello = println("汪汪, 我是" + name)
def actMute(): Unit = {
println(s"$name 正在卖萌")
}
}
class Cat(val name: String,val age:Int) {
def sayHello = println("喵喵, 我是" + name)
}
class Converter{
def act[T <% Person <% Dog](o:T,p:Person,d:Dog): Unit ={
if (p != null) {
println(o.shopping(p))
}
if (d != null) {
println(o.actMute())
}
}
}
object GenericClient extends App {
implicit def cat2person(cat: Object): Person = {
if(cat.isInstanceOf[Cat]) {
val _cat = cat.asInstanceOf[Cat];
new Person(_cat.name,_cat.age);
} else {
null
}
}
implicit def cat2dog(cat: Object): Dog = {
if(cat.isInstanceOf[Cat]) {
val _cat = cat.asInstanceOf[Cat];
new Dog(_cat.name,_cat.age);
} else {
null
}
}
val converter= new Converter
val p = new Person("王一彤",20)
val d = new Dog("啸天",5)
val c = new Cat("小白",2)
converter.act(c,p,d)
}
八 类型约束
类型约束提供给你的是另外一个限定类型的方式，总共有三种关系可供使用
T =:= U 表示测试T 是否等于U类型
T <:< U 表示测试T 是否为U的子类型
T <%< U 表示是否存在T到U 的转换
九 协变和逆变
协变和逆变：用于父子类型的转换
Covariant: 协变表示子类转父类，比如子类型给以赋给父类型
Contravariant: 逆变表示父类转子类
简单举几个例子：
不可变：
public class Animal {
private String name;
private int age;
public Animal(){
}
public Animal(String name,int age){
super();
this.name = name;
this.age = age;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
public class Mammal extends Animal {
public Mammal(){
}
public Mammal(String name, int age){
super(name,age);
}
public void suckle() {
System.out.println("I'm suckling");
}
}
/**
* 不可变编译就会报错，类型不匹配
* 因为ArrayList<Animal> 和 ArrayList<Mammal>是不相等
*/
ArrayList<Animal> animals1 = new ArrayList<Mammal>();
/*
* 协变 <? extendsT>
* 表示我可以接受T类型以及他的子类
*/
ArrayList<? extends Animal> animals2 = new ArrayList<Mammal>();
/*
* 协变 <? superT>
* 表示我可以接受T类型以及他的父类
*/
ArrayList<? super Mammal> animals3 = new ArrayList<Animal>();
协变与逆变的时机
一般而言：如果一个对象同时消费和产出某值，则类型保持不变；如果是消费某个对象的值，适合逆变，如果生产某个对象的值，则适合协变
public class Consumer<E> {
public void consume(List<E> elements) {
for (E e : elements) {
System.out.print(e + " ");
}
}
}
public static void main(String[] args) {
Consumer<Number> consumer = new Consumer<Number>();
List<Integer> intList = new ArrayList<Integer>();
intList.add(1);intList.add(2);intList.add(3);intList.add(6);intList.add(10);
List<Float> floatList = new ArrayList<Float>();
floatList.add(11.11f);floatList.add(2.2f);floatList.add(3.3f);floatList.add(6.6f);floatList.add(10.1f);
consumer.consume(intList);
consumer.consume(floatList);
}
假设我们初始化一个Comsumer<Number>,虽然Integer和Float都是Number子类，但是List<Integer> 和 List<Float> 都不是List<Number>子类，因为Java中泛型是不可变的。
所以我么应该改为：
public class Consumer<E> {
public void consume(List<? extends E> elements) {
for (E e : elements) {
System.out.print(e + " ");
}
}
}
这样就可以了。
假设我们需要往一个集合添加数据：
public Collection<E> produce(Collection<E> c,List<? extends E> elementList) {
for (E e : elementList) {
c.add(e);
}
return c;
}
如果还是初始化一个Comsumer<Number>,那我们传递一个Collection<Object>，这时候类型不匹配，因为Collection<Number>并不是Collection<Object>的子类，
public Collection<? super E> produce(Collection<? super E> c,List<? extends E> elementList) {
for (E e : elementList) {
c.add(e);
}
return c;
}
这样的话，我就可以接收任何E类型父类型，然后把值添加进来
consumer.produce(new ArrayList<Object>(), intList);
Scala中的协变和逆变：
协变[+T]总结: 只有满足指定类型或者指定类型子类才可以被兼容,即使是指定类型的父类也不会被兼容,通俗地讲，只要是你或者你的子类我都可以编译通过
class Master(val name:String) {
}
class Professional(name:String) extends Master(name){
}
class Worker(val name:String){
}
class Card[+T](val name: String) {
def enterMeet[T](card:Card[Master]){
println("welcome you join the meeting!!");
}
}
object Test extends App {
val c1 = new Card[Master]("Master")
c1.enterMeet(c1)
val c2 = new Card[Professional]("Professional")
c1.enterMeet(c2)
val c3 = new Card[Worker]("Worker")
/*由于Worker不是Master子类，所以不满足协变特性*/
c3.enterMeet(c3)
}
逆变[-T]总结: 只有满足指定类型或者指定类型父类才可以被兼容,即使是指定类型的子类也不会被兼容通俗地讲，只要是你或者你的父类我都可以编译通过
class Master(val name:String) {
}
class Professional(name:String) extends Master(name){
}
class Worker(name:String) extends Professional(name) {
}
class Card[-T](val name: String) {
def enterMeet(card:Card[Professional]){
println("welcome you join the meeting!!");
}
}
object Test extends App {
val c1 = new Card[Master]("Master")
c1.enterMeet(c1)
val c2 = new Card[Professional]("Professional")
c1.enterMeet(c2)
val c3 = new Card[Worker]("Worker")
/*由于Worker不是Professional的父类，所以不满足逆变特性*/
c3.enterMeet(c3)
}
十 object不能泛型
我们不能给object添加参数化类型
