Scala的Higher-Kinded类型

Scala的Higher-Kinded类型

Higher-Kinded从字面意思上看是更高级的分类,也就是更高一级的抽象。我们先看个例子。

如果我们要在scala中实现一个对Seq[Int]的sum方法,应该怎么做呢?

def sum(seq: Seq[Int]): Int = seq reduce (_ + _)

sum(Vector(1,2,3,4,5)) // 结果值: 15

看起来很简单,刚刚我们实现了Seq[Int]的sum操作,那么如果我们想更进一步,我们想同时实现Seq[Int]和Seq[(Int,Int)]的操作该怎么处理呢?

不同的Seq需要不同的add实现,我们先抽象一个trait:

trait Add[T] { 
def add(t1: T,T2: T): T
}

接下来我们在Add的伴生类中定义两个隐式实例,一个Add[Int], 一个Add[(Int,Int)]。

object Add { 
implicit val addInt = new Add[Int] {
def add(i1: Int,i2: Int): Int = i1 + i2
}
implicit val addIntIntPair = new Add[(Int,Int)] {
def add(p1: (Int,Int),p2: (Int,Int)): (Int,Int) =
(p1._1 + p2._1,p1._2 + p2._2)
}
}

这两个隐式实例分别为Add[Int], 一个Add[(Int,Int)]实现了add方法。

最后我们可以定义sumseq方法了:

def sumSeq[T : Add](seq: Seq[T]): T = 
seq reduce (implicitly[Add[T]].add(_,_))

T : Add 被称为 上下文定界( context bound), 它暗指隐式参数列表将接受Add[T] 实例。

我们看下怎么调用:

sumSeq(Vector(1 -> 10,2 -> 20,3 -> 30)) // 结果值: (6,60)
sumSeq(1 to 10) // 结果值: 55
sumSeq(Option(2)) // 出错!

sumSeq可以接受Seq[Int]和Seq[(Int,Int)]类型,但是无法接收Option。

对于任何一种序列,只要我们为它定义了隐式的Add 实例,那么sumSeq 方法便能计算出该序列的总和。

不过,sumSeq 仍然只支持Seq 子类型。假如容器类型并不是Seq 子类型,但是却实现了reduce 方法,我们该如何对该容器进行处理呢?我们会使用更加泛化的求和操作。这时候就需要使用到higher-kinded 类型了。

我们用M替代Seq,则可以得到M[T],M[T]就是本文介绍的Higher-Kinded类型。

trait Reduce[T,-M[T]] { 
def reduce(m: M[T])(f: (T,T) => T): T
}
object Reduce { 
implicit def seqReduce[T] = new Reduce[T,Seq] {
def reduce(seq: Seq[T])(f: (T,T) => T): T = seq reduce f
}
implicit def optionReduce[T] = new Reduce[T,Option] {
def reduce(opt: Option[T])(f: (T,T) => T): T = opt reduce f
}
}

为了能对Seq 和Option 值执行reduce操作,我们分别为这两类类型提供了隐式实例。为了简化起见,我们将直接使用类型中已经提供的reduce 方法执行reduce操作。

注意这里-M[T]是逆变类型,还记得我们之前的结论吗?函数的参数一定是逆变类型的。 因为M[T]是reduce(m: M[T])的参数,所以我们需要定义它为逆变类型-M[T]。

我们看一下sum方法该怎么定义:

def sum[T : Add,M[T]](container: M[T])( 
implicit red: Reduce[T,M]): T =
red.reduce(container)(implicitly[Add[T]].add(_,_))

调用结果如下:

sum(Vector(1 -> 10,60)
sum(1 to 10) // 结果值: 55
sum(Option(2)) // 结果值: 2
sum[Int,Option](None) // 错误!

最后一个调用,我们为sum 方法添加的类型签名[Int,Opton] 会要求编译器将None 解释成Option[Int] 类型。假如不添加该类型签名,我们将得到编译错误:无法判断Option[T] 类型中的类型参数T 到底应该对应addInt 方法还是addIntIntPair 方法。

通过显式地指定类型,我们能够得到真正希望捕获的运行错误:我们不能对None 值调用reduce 方法。

在上面的sum方法中,sum[T : Add,M[T]], T: Add是上下文边界,我们也想定义M[T] 的上下文边界,比如M[T] : Reduce。
因为上下文边界只适用于包含单参数的场景,而Reduce 特征包
含两个类型参数,所以我们需要对Reduce进行改造:

trait Reduce1[-M[_]] { 
def reduce[T](m: M[T])(f: (T,T) => T): T
}
object Reduce1 { 
implicit val seqReduce = new Reduce1[Seq] {
def reduce[T](seq: Seq[T])(f: (T,T) => T): T = seq reduce f
}
implicit val optionReduce = new Reduce1[Option] {
def reduce[T](opt: Option[T])(f: (T,T) => T): T = opt reduce f
}
}

在新的reduce1中,只包含一个类型参数且属于higher-kinded 类型。

M[_]是上篇文章我们讲到的存在类型。T 参数被移至reduce 方法。

修改后的sum方法如下:

def sum[T : Add,M[_] : Reduce1](container: M[T]): T =
implicitly[Reduce1[M]].reduce(container)(implicitly[Add[T]].add(_,_))

我们定义了两个上下文边界,它们分别作用于Reduce1 和Add。而使用implicity 修饰的类型参数则能够区分出这两种不同的隐式值。

M[_]就是我们经常会看到的higher-kinded, higher-kinded虽然带给我们额外的抽象,但是使代码变得更加复杂。大家可以酌情考虑是否需要使用。

更多教程请参考 flydean的博客

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点与技术仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 dio@foxmail.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。

相关推荐


共收录Twitter的14款开源软件,第1页Twitter的Emoji表情 TwemojiTwemoji是Twitter开源的其完整的Emoji表情图片。开发者可以去GitHub下载完整的表情库,并把这些表情加入到自己的应用或网页中。使用示例:var i = 0;twemoji.parse(  ’emoji, m\u276
Java和Scala中关于==的区别Java:==比较两个变量本身的值,即两个对象在内存中的首地址;equals比较字符串中所包含的内容是否相同。publicstaticvoidmain(String[]args){​ Strings1="abc"; Strings2=newString("abc");​ System.out.println(s1==s2)
本篇内容主要讲解“Scala怎么使用”,感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷,实用性强。下面就让小编来带大家学习“Scala怎么使用”吧!语法scala...
这篇文章主要介绍“Scala是一种什么语言”,在日常操作中,相信很多人在Scala是一种什么语言问题上存在疑惑,小编查阅了各式资料,整理出简单好用的操作方法,
这篇文章主要介绍“Scala Trait怎么使用”,在日常操作中,相信很多人在Scala Trait怎么使用问题上存在疑惑,小编查阅了各式资料,整理出简单好用的操作方法,
这篇文章主要介绍“Scala类型检查与模式匹配怎么使用”,在日常操作中,相信很多人在Scala类型检查与模式匹配怎么使用问题上存在疑惑,小编查阅了各式资料,整理...
这篇文章主要介绍“scala中常用但不常见的符号有哪些”,在日常操作中,相信很多人在scala中常用但不常见的符号有哪些问题上存在疑惑,小编查阅了各式资料,整理...
本篇内容主要讲解“Scala基础知识有哪些”,感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷,实用性强。下面就让小编来带大家学习“Scala基础知识有哪些”...
本篇内容介绍了“scala基础知识点有哪些”的有关知识,在实际案例的操作过程中,不少人都会遇到这样的困境,接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧...
本篇内容介绍了“Scala下划线怎么使用”的有关知识,在实际案例的操作过程中,不少人都会遇到这样的困境,接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧...
本篇内容主要讲解“Scala提取器怎么使用”,感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷,实用性强。下面就让小编来带大家学习“Scala提取器怎么使用”...
这篇文章主要讲解了“Scala基础语法有哪些”,文中的讲解内容简单清晰,易于学习与理解,下面请大家跟着小编的思路慢慢深入,一起来研究和学习“Scala基础语法有...
本篇内容主要讲解“Scala方法与函数怎么使用”,感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷,实用性强。下面就让小编来带大家学习“Scala方法与函数怎...
这篇文章主要讲解了“scala条件控制与循环怎么实现”,文中的讲解内容简单清晰,易于学习与理解,下面请大家跟着小编的思路慢慢深入,一起来研究和学习“scala条...
这篇文章主要介绍“scala函数怎么定义和调用”,在日常操作中,相信很多人在scala函数怎么定义和调用问题上存在疑惑,小编查阅了各式资料,整理出简单好用的操
这篇文章主要介绍“scala如何声明变量”,在日常操作中,相信很多人在scala如何声明变量问题上存在疑惑,小编查阅了各式资料,整理出简单好用的操作方法,希望对...
这篇文章主要讲解了“scala的Map和Tuple怎么使用”,文中的讲解内容简单清晰,易于学习与理解,下面请大家跟着小编的思路慢慢深入,一起来研究和学习“scala的Ma...
这篇文章主要介绍“scala的隐式参数有什么作用”,在日常操作中,相信很多人在scala的隐式参数有什么作用问题上存在疑惑,小编查阅了各式资料,整理出简单好用的...
本篇内容主要讲解“Scala怎么进行文件写操作”,感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷,实用性强。下面就让小编来带大家学习“Scala怎么进行文件...
这篇文章主要讲解了“Scala怎么声明数组”,文中的讲解内容简单清晰,易于学习与理解,下面请大家跟着小编的思路慢慢深入,一起来研究和学习“Scala怎么声明数组...