Scala课堂(11):类型和多态类型(一)

jerry Scala 2015年11月25日收藏

这里我们转载Twitter的Scala课堂，转载的内容基本来自Twitter的Scala课堂中文翻译，部分有小改动.
什么是静态类型？它们为什么有用？
按Pierce的话讲：“类型系统是一个语法方法，它们根据程序计算的值的种类对程序短语进行分类，通过分类结果错误行为进行自动检查。”
类型允许你表示函数的定义域和值域。例如，从数学角度看这个定义：
f: R -> N
它告诉我们函数“f”是从实数集到自然数集的映射。
抽象地说，这就是具体类型的准确定义。类型系统给我们提供了一些更强大的方式来表达这些集合。
鉴于这些注释，编译器可以静态地（在编译时）验证程序是合理的。也就是说，如果值（在运行时）不符合程序规定的约束，编译将失败。
一般说来，类型检查只能保证不合理的程序不能编译通过。它不能保证每一个合理的程序都可以编译通过。
随着类型系统表达能力的提高，我们可以生产更可靠的代码，因为它能够在我们运行程序之前验证程序的不变性（当然是发现类型本身的模型bug！）。学术界一直很努力地提高类型系统的表现力，包括值依赖（value-dependent）类型！
需要注意的是，所有的类型信息会在编译时被删去，因为它已不再需要。这就是所谓的擦除。
Scala中的类型
Scala强大的类型系统拥有非常丰富的表现力。其主要特性有：
参数化多态性粗略地说，就是泛型编程
（局部）类型推断粗略地说，就是为什么你不需要这样写代码val i: Int = 12: Int
存在量化粗略地说，为一些没有名称的类型进行定义
视窗我们将下周学习这些；粗略地说，就是将一种类型的值“强制转换”为另一种类型
参数化多态性
多态性是在不影响静态类型丰富性的前提下，用来（给不同类型的值）编写通用代码的。
例如，如果没有参数化多态性，一个通用的列表数据结构总是看起来像这样（事实上，它看起来很像使用泛型前的Java）：

scala> 2 :: 1 :: "bar" :: "foo" :: Nil
res5: List[Any] = List(2, 1, bar, foo)

现在我们无法恢复其中成员的任何类型信息。

scala> res0.head
res2: Any = 2

所以我们的应用程序将会退化为一系列类型转换（“asInstanceOf[]”），并且会缺乏类型安全的保障（因为这些都是动态的）。
多态性是通过指定类型变量实现的。

scala>  def drop1[A](l: List[A]) = l.tail
drop1: [A](l: List[A])List[A]

scala>  drop1(List(1,2,3))
res3: List[Int] = List(2, 3)

Scala有秩1多态性
粗略地说，这意味着在Scala中，有一些你想表达的类型概念“过于泛化”以至于编译器无法理解。假设你有一个函数

def toList[A](a: A) = List(a)

你希望继续泛型地使用它：

def foo[A, B](f: A => List[A], b: B) = f(b)

<console>:7: error: type mismatch;
 found   : b.type (with underlying type B)
 required: A
       def foo[A, B](f: A => List[A], b: B) = f(b)

这段代码不能编译，因为所有的类型变量只有在调用上下文中才被固定。即使你“钉住”了类型B：

scala> def foo[A](f: A => List[A], i: Int) = f(i)
<console>:7: error: type mismatch;
 found   : i.type (with underlying type Int)
 required: A
       def foo[A](f: A => List[A], i: Int) = f(i)

类型推断
静态类型的一个传统反对意见是，它有大量的语法开销。Scala通过类型推断来缓解这个问题。
在函数式编程语言中，类型推断的经典方法是 Hindley Milner算法，它最早是实现在ML中的。
Scala类型推断系统的实现稍有不同，但本质类似：推断约束，并试图统一类型。

在Scala中所有类型推断是局部的。Scala一次分析一个表达式。例如：

scala>  def id[T](x: T) = x
id: [T](x: T)T

scala>  val x = id(322)
x: Int = 322

scala>  val x = id("hey")
x: String = hey

scala>  val x = id(Array(1,2,3,4))
x: Array[Int] = Array(1, 2, 3, 4)

类型信息都保存完好，Scala编译器为我们进行了类型推断。请注意我们并不需要明确指定返回类型。

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