Scala typeclass 设计模式

原创
2016/02/04 12:43
阅读数 544

前言

 本文的写作的灵感主要是看了这个视频 : Tutorial: Typeclasses in Scala with Dan Rosen 

加上查阅了相关的资料,觉得可以写一篇博客,再加上也很久没写博客了。本文的主要内容是根据参考资料

对typeclass的解释再加上自己的一点点理解,代码会借(cao)鉴(xi)资料中的例子(不过代码会稍作修改)。

正文

typeclass定义

  首先简单看看维基上对于typeclass的定义:"In computer science, a type class is a type system 

construct that supports ad hoc polymorphism." 这个“ad hoc polymorphism”(特质多态)其实也被

称作函数重载或运算符重载。

  在scala中采用typeclass模式有什么有优点呢?总的来说就是:代码易扩展;代码写得好看。

在例子中理解 typeclass

  以下用到的代码均借鉴自[2] 。

  首先我们来看看两个 ADT 的定义:

        

  就是定义了一个表达式ADT,还有Json ADT。

   然后还有给表达式赋值的和输出Json的两个object :

               简单测试一下:

             然后现在想添加一个功能,就是给定某个类型的对象,获得该对象的json字符串。面向对象的做法是

声明一个JsonConvertible接口,然后让有需要类型去继承该接口,实现 convertToJson 方法。

        

  现在想让Expression类型的对象都能转成Json类型,那么就是每个Expression类型都要去实现

converToJson方法。

           

  然后我们可以简单测试一下:

        

  然后现在问题来了,我们想保持Expression接口尽量的轻量,不想有太多的依赖,而且如果现在又要增加

一个新的trait那么Number、Multiply和Divide三个类又要去实现这个接口的方法。或者如果Expression是属于

第三方的库,无法修改来继承JsonConvertible怎么办?

  这时候继承多态不适用了,我们要用特质多态来解决这个问题。

        

  我们先来看看新的write函数定义,现在我们新加了一个helper类JsonConverter,这个类实现了

把value转化为Json类型的方法。然后我们来看看现在这么做的好处:

              我们可以看到,现在Expression可以保持原来的样子,并且把Expression转化为Json的逻辑与

Expression的实现分开了。简单测试一下:        

        

  so far so good。但是现在想再进一步使实现更简洁一些,这个JsonConverter其实并不一定要

显式的传入,我们可以借助scala的implicit来实现。

        

  就是在原来的基础上作些小修改,把expressionJsonConverter改为implicit,还有write函数

改为curry,conv参数改为implicit。简单测试一下:

              更进一步我们可以用scala中的context bound来改写代码。

              context bound 的表达形式是 A : B,意思是在上下文中存在隐式的 B[A] 类型的对象。刚开始

接触的时候我觉得context bound 和 view bound很像, A <% B,view bound的意思你可以把

A当作B来用,上下文中需要存在一个A到B的隐式转换。

  ok,到此就是scala type class的简单介绍,视频中后面还有关于Expression和Json的重构并扩展到

Int和Tuple上,有兴趣的可以看看。    

相关资料

[1] What are type classes in Scala useful for?

[2] Tutorial: Typeclasses in Scala with Dan Rosen

[3] The Neophyte's Guide to Scala Part 12: Type Classes

[4] Type class

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