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Scala隱式轉(zhuǎn)換和隱式參數(shù)詳解

 更新時間:2023年04月03日 14:27:28   作者:Maverick_曲流觴  
Scala隱式轉(zhuǎn)換和隱式參數(shù)是兩個非常強(qiáng)大的功能,它們可以讓我們編寫更靈活和優(yōu)雅的代碼,但也需要注意一些潛在的問題和風(fēng)險,這篇文章主要介紹了Scala隱式轉(zhuǎn)換和隱式參數(shù),需要的朋友可以參考下

Scala隱式轉(zhuǎn)換和隱式參數(shù)

隱式轉(zhuǎn)換

隱式轉(zhuǎn)換是指在Scala編譯器進(jìn)行類型匹配時,如果找不到合適的類型,那么隱式轉(zhuǎn)換會讓編譯器在作用范圍內(nèi)自動推導(dǎo)出來合適的類型。
隱式轉(zhuǎn)換的作用是可以對類的方法進(jìn)行增強(qiáng),豐富現(xiàn)有類庫的功能,或者讓不同類型之間可以相互轉(zhuǎn)換。
隱式轉(zhuǎn)換的定義是使用關(guān)鍵字implicit修飾的函數(shù),函數(shù)的參數(shù)類型和返回類型決定了轉(zhuǎn)換的方向。

例如,下面定義了一個隱式轉(zhuǎn)換函數(shù),可以把Int類型轉(zhuǎn)換成String類型:

// 定義隱式轉(zhuǎn)換函數(shù)
implicit def intToString(x: Int): String = x.toString

這樣,在需要String類型的地方,就可以直接傳入一個Int類型的值,編譯器會自動調(diào)用隱式轉(zhuǎn)換函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換:

// 使用隱式轉(zhuǎn)換
val s: String = 123 // 相當(dāng)于 val s: String = intToString(123)
println(s.length) // 輸出 3

注意,隱式轉(zhuǎn)換函數(shù)只與函數(shù)的參數(shù)類型和返回類型有關(guān),與函數(shù)名稱無關(guān),所以作用域內(nèi)不能有相同的參數(shù)類型和返回類型的不同名稱隱式轉(zhuǎn)換函數(shù)。

另外,如果在定義隱式轉(zhuǎn)換函數(shù)時使用了柯里化函數(shù)形式,那么可以實現(xiàn)多個參數(shù)的隱式轉(zhuǎn)換:

// 定義柯里化形式的隱式轉(zhuǎn)換函數(shù)
implicit def add(x: Int)(y: Int): Int = x + y

這樣,在需要兩個Int類型參數(shù)的地方,就可以直接傳入一個Int類型的值,編譯器會自動調(diào)用隱式轉(zhuǎn)換函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換:

// 使用柯里化形式的隱式轉(zhuǎn)換
val z: Int = 10(20) // 相當(dāng)于 val z: Int = add(10)(20)
println(z) // 輸出 30

隱式參數(shù)

隱式參數(shù)是指在定義方法時,方法中的部分參數(shù)是由implicit修飾的。

隱式參數(shù)的作用是可以讓調(diào)用者省略掉一些不必要或者重復(fù)的參數(shù),讓代碼更簡潔和優(yōu)雅。

隱式參數(shù)的定義是在方法簽名中使用implicit關(guān)鍵字修飾某個或某些參數(shù)。

例如,下面定義了一個方法,它有兩個參數(shù),第一個是普通參數(shù),第二個是隱式參數(shù):

// 定義方法,其中一個參數(shù)是隱式參數(shù)
def sayHello(name: String)(implicit greeting: String): Unit = {
  println(s"$greeting, $name!")
}

這樣,在調(diào)用這個方法時,就不必手動傳入第二個參數(shù),Scala會自動在作用域范圍內(nèi)尋找合適類型的隱式值自動傳入。

例如,下面定義了一個字符串類型的隱式值,并調(diào)用了上面定義的方法:

// 定義字符串類型的隱式值
implicit val hi: String = "Hi"

// 調(diào)用方法,省略第二個參數(shù)
sayHello("Alice")
// 相當(dāng)于 sayHello("Alice")(hi)
println(s"Hi, Alice!")

注意,如果在定義隱式參數(shù)時只有一個參數(shù)是隱式的,那么可以直接使用implicit關(guān)鍵字修飾參數(shù),而不需要使用柯里化函數(shù)形式。

例如,下面定義了一個方法,它只有一個參數(shù),且是隱式的:

// 定義方法,只有一個參數(shù)且是隱式的
def sayBye(implicit name: String): Unit = {
  println(s"Bye, $name!")
}

這樣,在調(diào)用這個方法時,就不需要創(chuàng)建類型不傳入?yún)?shù),Scala會自動在作用域范圍內(nèi)尋找合適類型的隱式值自動傳入。

例如,下面定義了一個字符串類型的隱式值,并調(diào)用了上面定義的方法:

// 定義字符串類型的隱式值
implicit val bob: String = "Bob"

// 調(diào)用方法,不傳入?yún)?shù)
sayBye // 相當(dāng)于 sayBye(bob)
println(s"Bye, Bob!")

隱式類

隱式類是指在定義類時前面加上implicit關(guān)鍵字的類。

隱式類的作用是可以讓一個類擁有另一個類的所有方法和屬性,或者給一個類添加新的方法和屬性。

隱式類的定義是在對象或者包對象中使用implicit關(guān)鍵字修飾類的聲明。

例如,下面定義了一個隱式類,可以把String類型轉(zhuǎn)換成擁有reverse方法的類:

// 定義隱式類
object StringUtils {
  implicit class StringImprovement(val s: String) {
    def reverse: String = s.reverse
  }
}

這樣,在需要使用reverse方法的地方,就可以直接傳入一個String類型的值,編譯器會自動調(diào)用隱式類的構(gòu)造器進(jìn)行轉(zhuǎn)換:

// 使用隱式類
import StringUtils._ // 導(dǎo)入隱式類所在的對象

val s: String = "Hello"
println(s.reverse) // 輸出 olleH

注意,隱式類必須有且只有一個參數(shù),并且參數(shù)類型不能是目標(biāo)類型本身。

另外,如果在定義隱式類時使用了泛型參數(shù),那么可以實現(xiàn)多種類型之間的轉(zhuǎn)換:

// 定義泛型參數(shù)的隱式類
object MathUtils {
  implicit class NumberImprovement[T](val x: T)(implicit numeric: Numeric[T]) {
    def plusOne: T = numeric.plus(x, numeric.one)
  }
}

這樣,在需要使用plusOne方法的地方,就可以直接傳入任何數(shù)值類型的值,編譯器會自動調(diào)用隱式類的構(gòu)造器進(jìn)行轉(zhuǎn)換:

// 使用泛型參數(shù)的隱式類
import MathUtils._ // 導(dǎo)入隱式類所在的對象

val x: Int = 10
println(x.plusOne) // 輸出 11

val y: Double = 3.14
println(y.plusOne) // 輸出 4.14

隱式轉(zhuǎn)換和隱式參數(shù)的導(dǎo)入

Scala提供了兩種方式來導(dǎo)入隱式轉(zhuǎn)換和隱式參數(shù):手動導(dǎo)入和自動導(dǎo)入。

手動導(dǎo)入是指在需要使用隱式轉(zhuǎn)換或者隱式參數(shù)的地方,使用import語句導(dǎo)入相應(yīng)的對象或者包對象中定義的隱式內(nèi)容。

例如,上面使用到的兩個例子都是手動導(dǎo)入了StringUtilsMathUtils對象中定義的隱式內(nèi)容。

手動導(dǎo)入的優(yōu)點(diǎn)是可以控制導(dǎo)入的范圍和精度,避免不必要的沖突和歧義。
手動導(dǎo)入的缺點(diǎn)是需要編寫額外的代碼,可能會增加代碼的長度和復(fù)雜度。

自動導(dǎo)入是指在不需要使用import語句的情況下,Scala會自動在一些特定的位置尋找隱式轉(zhuǎn)換或者隱式參數(shù)。

例如,Scala會自動導(dǎo)入以下位置定義的隱式內(nèi)容:

當(dāng)前作用域內(nèi)可見的隱式內(nèi)容與源類型或者目標(biāo)類型相關(guān)聯(lián)的隱式內(nèi)容與隱式參數(shù)類型相關(guān)聯(lián)的隱式內(nèi)容

當(dāng)前作用域內(nèi)可見的隱式內(nèi)容是指在當(dāng)前代碼塊中定義或者引用的隱式內(nèi)容。

例如,下面定義了一個隱式轉(zhuǎn)換函數(shù)和一個隱式值,在當(dāng)前作用域內(nèi)可以直接使用:

// 定義當(dāng)前作用域內(nèi)可見的隱式內(nèi)容
implicit def doubleToInt(x: Double): Int = x.toInt
implicit val pi: Double = 3.14

// 使用當(dāng)前作用域內(nèi)可見的隱式內(nèi)容
val n: Int = pi // 相當(dāng)于 val n: Int = doubleToInt(pi)
println(n) // 輸出 3

與源類型或者目標(biāo)類型相關(guān)聯(lián)的隱式內(nèi)容是指在源類型或者目標(biāo)類型的伴生對象中定義的隱式內(nèi)容。

例如,下面定義了一個Person類和一個Student類,并在它們的伴生對象中分別定義了一個隱式轉(zhuǎn)換函數(shù),可以把Person轉(zhuǎn)換成Student,或者把Student轉(zhuǎn)換成Person

// 定義Person類和Student類
class Person(val name: String)
class Student(val name: String, val score: Int)

// 定義Person類的伴生對象,其中有一個隱式轉(zhuǎn)換函數(shù),可以把Person轉(zhuǎn)換成Student
object Person {
  implicit def personToStudent(p: Person): Student = new Student(p.name, 0)
}

// 定義Student類的伴生對象,其中有一個隱式轉(zhuǎn)換函數(shù),可以把Student轉(zhuǎn)換成Person
object Student {
  implicit def studentToPerson(s: Student): Person = new Person(s.name)
}

這樣,在需要使用Person或者Student類型的地方,就可以直接傳入另一種類型的值,編譯器會自動調(diào)用伴生對象中定義的隱式轉(zhuǎn)換函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換:

// 使用與源類型或者目標(biāo)類型相關(guān)聯(lián)的隱式內(nèi)容
def sayName(p: Person): Unit = {
  println(s"Hello, ${p.name}!")
}

def sayScore(s: Student): Unit = {
  println(s"Your score is ${s.score}.")
}

val alice = new Person("Alice")
val bob = new Student("Bob", 100)

sayName(alice) // 輸出 Hello, Alice!
sayName(bob) // 相當(dāng)于 sayName(studentToPerson(bob)),輸出 Hello, Bob!

sayScore(alice) // 相當(dāng)于 sayScore(personToStudent(alice)),輸出 Your score is 0.
sayScore(bob) // 輸出 Your score is 100.

與隱式參數(shù)類型相關(guān)聯(lián)的隱式內(nèi)容是指在隱式參數(shù)類型的伴生對象中定義的隱式內(nèi)容。

例如,下面定義了一個Ordering[Int]類型的隱式參數(shù),并在它的伴生對象中定義了一個隱式值:

// 定義Ordering[Int]類型的隱式參數(shù)
def max(x: Int, y: Int)(implicit ord: Ordering[Int]): Int = {
  if (ord.gt(x, y)) x else y
}


// 定義Ordering[Int]類型的伴生對象,其中有一個隱式值
object Ordering {
  implicit val intOrdering: Ordering[Int] = new Ordering[Int] {
    def compare(x: Int, y: Int): Int = x - y
  }
}

這樣,在調(diào)用max方法時,就不需要手動傳入第二個參數(shù),Scala會自動在Ordering對象中尋找合適類型的隱式值自動傳入:

// 使用與隱式參數(shù)類型相關(guān)聯(lián)的隱式內(nèi)容
val a = 10
val b = 20
println(max(a, b)) // 相當(dāng)于 println(max(a, b)(intOrdering)),輸出 20

自動導(dǎo)入的優(yōu)點(diǎn)是可以省略掉一些不必要或者重復(fù)的代碼,讓代碼更簡潔和優(yōu)雅。

自動導(dǎo)入的缺點(diǎn)是可能會導(dǎo)致一些不可預(yù)見或者難以發(fā)現(xiàn)的錯誤,或者讓代碼的邏輯不夠清晰和明確。

總結(jié)

Scala隱式轉(zhuǎn)換和隱式參數(shù)是兩個非常強(qiáng)大的功能,它們可以讓我們編寫更靈活和優(yōu)雅的代碼,但也需要注意一些潛在的問題和風(fēng)險。

在使用隱式轉(zhuǎn)換和隱式參數(shù)時,我們應(yīng)該遵循以下一些原則:

  • 盡量使用顯式的方式來調(diào)用或者傳遞參數(shù),只有在必要或者有明顯好處的情況下才使用隱式的方式。
  • 盡量減少隱式轉(zhuǎn)換和隱式參數(shù)的數(shù)量和范圍,避免出現(xiàn)沖突和歧義。
  • 盡量給隱式轉(zhuǎn)換和隱式參數(shù)起一個有意義和易于理解的名稱,方便閱讀和維護(hù)代碼。
  • 盡量使用編譯器提供的提示和警告來檢查和調(diào)試隱式轉(zhuǎn)換和隱式參數(shù)的使用情況。

一般來說,使用隱式轉(zhuǎn)換和隱式參數(shù)的時機(jī)有以下幾種:

  • 當(dāng)你想要給一個已有的類添加新的方法或者屬性,而又不想修改或者繼承這個類時,你可以使用隱式類來實現(xiàn)。
  • 當(dāng)你想要讓兩個不同類型的對象可以相互轉(zhuǎn)換,或者讓一個對象可以調(diào)用另一個對象的方法時,你可以使用隱式轉(zhuǎn)換函數(shù)來實現(xiàn)。
  • 當(dāng)你想要省略掉一些不必要或者重復(fù)的參數(shù),或者讓方法的調(diào)用更加靈活和優(yōu)雅時,你可以使用隱式參數(shù)來實現(xiàn)。
  • 當(dāng)你想要實現(xiàn)一些泛型編程的技巧,比如類型類,上下文界定,隱式證明等時,你可以使用隱式轉(zhuǎn)換和隱式參數(shù)來實現(xiàn)。

到此這篇關(guān)于Scala隱式轉(zhuǎn)換和隱式參數(shù)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Scala隱式轉(zhuǎn)換和隱式參數(shù)內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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