好程序員大數據學習路線分享Scala系列之泛型

　　好程序員大數據學習路線分享Scala系列之泛型，帶有一個或多個類型參數的類是泛型的。

泛型類的定義：

//帶有類型參數A的類定義
class Stack[A] {
private var elements: List[A] = Nil
//泛型方法
def push(x: A) { elements = x :: elements }
def peek: A = elements.head
def pop(): A = {
val currentTop = peek
elements = elements.tail
currentTop
}
}

泛型類的使用，用具體的類型代替類型參數A。

val stack = new Stack[Int]
stack.push(1)
stack.push(2)
println(stack.pop) // prints 2
println(stack.pop) // prints 1

1.協變
定義一個類型List[+A]，如果A是協變的，意思是：對類型A和B，A是B的子類型，那么List[A]是List[B]的子類型。

abstract class Animal {
def name: String
}
case class Cat(name: String) extends Animal
case class Dog(name: String) extends Animal

Scala標準庫有一個泛型類sealed abstract class List[+A]，因為其中的類型參數是協變的，那么下面的程序調用時成功的。

object CovarianceTest extends App {
//定義參數類型List[Animal]
def printAnimalNames(animals: List[Animal]): Unit = {
animals.foreach { animal =>
println(animal.name)
}
}

val cats: List[Cat] = List(Cat("Whiskers"), Cat("Tom"))
val dogs: List[Dog] = List(Dog("Fido"), Dog("Rex"))
//傳入參數類型為List[Cat]
printAnimalNames(cats)
// Whiskers
// Tom
//傳入參數類型為List[Dog]
printAnimalNames(dogs)
// Fido
// Rex
}

2.逆變
定義一個類型Writer[-A]，如果A是逆變的，意思是：對類型A和B，A是B的子類型，那么Writer[B]是Writer[A]的子類型。

abstract class Animal {
def name: String
}
case class Cat(name: String) extends Animal
case class Dog(name: String) extends Animal

定義對應上述類進行操作的打印信息類

abstract class Printer[-A] {
def print(value: A): Unit
}
class AnimalPrinter extends Printer[Animal] {
def print(animal: Animal): Unit =
println("The animal's name is: " + animal.name)
}

class CatPrinter extends Printer[Cat] {
def print(cat: Cat): Unit =
println("The cat's name is: " + cat.name)
}

逆變的測試

object ContravarianceTest extends App {
val myCat: Cat = Cat("Boots")

//定義參數類型為Printer[Cat]
def printMyCat(printer: Printer[Cat]): Unit = {
printer.print(myCat)
}

val catPrinter: Printer[Cat] = new CatPrinter
val animalPrinter: Printer[Animal] = new AnimalPrinter

printMyCat(catPrinter)
//可以傳入參數類型為Printer[Animal]
printMyCat(animalPrinter)
}

3.上界
上界定義： T <: A ，表示類型變量T 必須是 類型A 子類

abstract class Animal {
def name: String
}

abstract class Pet extends Animal {}

class Cat extends Pet {
override def name: String = "Cat"
}

class Dog extends Pet {
override def name: String = "Dog"
}

class Lion extends Animal {
override def name: String = "Lion"
}
//參數類型須是Pet類型的子類
class PetContainer[P <: Pet](p: P) {
def pet: P = p
}
//Dog是Pet類型的子類
val dogContainer = new PetContainer[Dog](new Dog)
//Cat是Pet類型的子類
val catContainer = new PetContainer[Cat](new Cat)
//Lion不是Pet類型的子類，編譯通不過
// val lionContainer = new PetContainer[Lion](new Lion)

4.下界
語法 B >: A 表示參數類型或抽象類型 B 須是類型A的父類。通常，A是類的類型參數，B是方法的類型參數。

上面這段代碼，因為作為協變類型的B，出現在需要逆變類型的函數參數中，導致編譯不通過。解決這個問題，就需要用到下界的概念。

trait Node[+B] {
def prepend[U >: B](elem: U): Node[U]
}

case class ListNode[+B](h: B, t: Node[B]) extends Node[B] {
def prepend[U >: B](elem: U): ListNode[U] = ListNode(elem, this)
def head: B = h
def tail: Node[B] = t
}

case class Nil[+B]() extends Node[B] {
def prepend[U >: B](elem: U): ListNode[U] = ListNode(elem, this)
}

測試

trait Bird
case class AfricanSwallow() extends Bird
case class EuropeanSwallow() extends Bird

val africanSwallowList= ListNode[AfricanSwallow](AfricanSwallow(), Nil())
val birdList: Node[Bird] = africanSwallowList
birdList.prepend(new EuropeanSwallow)

5 視界(view bounds)
注意:已過時,了解即可

視界定義： A <% B ，表示類型變量A 必須是 類型B`的子類,或者A能夠隱式轉換到B

class Pair_Int[T <% Comparable[T]] (val first: T, val second: T){
def bigger = if(first.compareTo(second) > 0) first else second
}

class Pair_Better[T <% Ordered[T]](val first: T, val second: T){
def smaller = if(first < second) first else second
}
object View_Bound {

def main(args: Array[String]) {
// 因為Pair[String] 是Comparable[T]的子類型, 所以String有compareTo方法
val pair = new Pair_Int("Spark", "Hadoop");
println(pair.bigger)

/**
  * Scala語言里 Int類型沒有實現Comparable;
  * 那么該如何解決這個問題那;
  * 在scala里 RichInt實現了Comparable, 如果我們把int轉換為RichInt類型就可以這樣實例化了.
  * 在scala里 <% 就起這個作用, 需要修改Pair里的 <: 為<% 把T類型隱身轉換為Comparable[Int]
  * String可以被轉換為RichString. 而RichString是Ordered[String] 的子類.
  */
val pair_int = new Pair_Int(3 ,45)
println(pair_int.bigger)

val pair_better = new Pair_Better(39 ,5)
println(pair_better.smaller)

}

}

6 上下文界定(context bounds)
上下文界定的形式為 T : M, 其中M 必須為泛型類, 必須存在一個M[T]的隱式值.

class Pair_Context[T : Ordering](val first: T, val second: T){
def smaller(implicit ord: Ordering[T]) =
if(ord.compare(first, second) < 0) first else second
}

object Context_Bound {

def main(args: Array[String]) {

val pair = new Pair_Context("Spark", "Hadoop")
println(pair.smaller)

val int = new Pair_Context(3, 5)
println(int.smaller)

}

}