Scala学习之路 (九)Scala的上界和下届
一、泛型
1、泛型的介绍
泛型用于指定方法或类可以接受任意类型参数,参数在实际使用时才被确定,泛型可以有效地增强程序的适用性,使用泛型可以使得类或方法具有更强的通用性。泛型的典型应用场景是集合及集合中的方法参数,可以说同java一样,scala中泛型无处不在,具体可以查看scala的api。
2、泛型类、泛型方法
泛型类:指定类可以接受任意类型参数。
泛型方法:指定方法可以接受任意类型参数。
3、示例
1、定义泛型类
/* 下面的意思就是表示只要是Comparable就可以传递,下面是类上定义的泛型
*/
class GenericTest1[T <: Comparable[T]] { def choose(one:T,two:T): T ={
//定义一个选择的方法
if(one.compareTo(two) > ) one else two
} } class Boy(val name:String,var age:Int) extends Comparable[Boy]{
override def compareTo(o: Boy): Int = {
this.age - o.age
}
} object GenericTestOne{
def main(args: Array[String]): Unit = {
val gt = new GenericTest1[Boy]
val huangbo = new Boy("huangbo",)
val xuzheng = new Boy("xuzheng",)
val boy = gt.choose(huangbo,xuzheng)
println(boy.name)
}
}
2、定义泛型方法
class GenericTest2{
//在方法上定义泛型
def choose[T <: Comparable[T]](one:T,two:T): T ={
if(one.compareTo(two) > ) one else two
} } class Boy(val name:String,var age:Int) extends Comparable[Boy]{
override def compareTo(o: Boy): Int = {
this.age - o.age
}
} object GenericTestTwo{
def main(args: Array[String]): Unit = {
val gt = new GenericTest2
val huangbo = new Boy("huangbo",)
val xuzheng = new Boy("xuzheng",)
val boy = gt.choose(huangbo,xuzheng)
println(boy)
}
}
二、上界和下届
1、介绍
在指定泛型类型时,有时需要界定泛型类型的范围,而不是接收任意类型。比如,要求某个泛型类型,必须是某个类的子类,这样在程序中就可以放心的调用父类的方法,程序才能正常的使用与运行。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是某个类的子类,或者是某个类的父类;
(1) U >: T
这是类型下界的定义,也就是U必须是类型T的父类(或本身,自己也可以认为是自己的父类)。
(2) S <: T
这是类型上界的定义,也就是S必须是类型T的子类(或本身,自己也可以认为是自己的子类)。
2、示例
(1)上界示例
参照上面的泛型方法
(2)下界示例
class GranderFather
class Father extends GranderFather
class Son extends Father
class Tongxue object Card{
def getIDCard[T >: Son](person:T): Unit ={
println("OK,交给你了")
}
def main(args: Array[String]): Unit = {
getIDCard[GranderFather](new Father)
getIDCard[GranderFather](new GranderFather)
getIDCard[GranderFather](new Son)
//getIDCard[GranderFather](new Tongxue)//报错,所以注释 }
}
三、协变和逆变
对于一个带类型参数的类型,比如 List[T]:
如果对A
及其子类型B
,满足 List[B]
也符合 List[A]
的子类型,那么就称为covariance(协变);
如果 List[A]
是 List[B]
的子类型,即与原来的父子关系正相反,则称为contravariance(逆变)。
协变
____ _____________
| | | |
| A | | List[ A ] |
|_____| |_____________|
^ ^
| |
_____ _____________
| | | |
| B | | List[ B ] |
|_____| |_____________|
逆变
____ _____________
| | | |
| A | | List[ B ] |
|_____| |_____________|
^ ^
| |
_____ _____________
| | | |
| B | | List[ A ] |
|_____| |_____________|
在声明Scala的泛型类型时,“+”表示协变,而“-”表示逆变。
- C[+T]:如果A是B的子类,那么C[A]是C[B]的子类。
- C[-T]:如果A是B的子类,那么C[B]是C[A]的子类。
- C[T]:无论A和B是什么关系,C[A]和C[B]没有从属关系。
根据Liskov替换原则,如果A是B的子类,那么能适用于B的所有操作,都适用于A。让我们看看这边Function1的定义,是否满足这样的条件。假设Bird是Animal的子类,那么看看下面两个函数之间是什么关系:
def f1(x: Bird): Animal // instance of Function1[Bird, Animal]
def f2(x: Animal): Bird // instance of Function1[Animal, Bird]
在这里f2的类型是f1的类型的子类。为什么?
我们先看一下参数类型,根据Liskov替换原则,f1能够接受的参数,f2也能接受。在这里f1接受的Bird类型,f2显然可以接受,因为Bird对象可以被当做其父类Animal的对象来使用。
再看返回类型,f1的返回值可以被当做Animal的实例使用,f2的返回值可以被当做Bird的实例使用,当然也可以被当做Animal的实例使用。
所以我们说,函数的参数类型是逆变的,而函数的返回类型是协变的。
那么我们在定义Scala类的时候,是不是可以随便指定泛型类型为协变或者逆变呢?答案是否定的。通过上面的例子可以看出,如果将Function1的参数类型定义为协变,或者返回类型定义为逆变,都会违反Liskov替换原则,因此,Scala规定,协变类型只能作为方法的返回类型,而逆变类型只能作为方法的参数类型。类比函数的行为,结合Liskov替换原则,就能发现这样的规定是非常合理的。
总结:参数是逆变的或者不变的,返回值是协变的或者不变的。
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