Scala泛型

Posted 2021-04-23 大数据开发笔记

1. 泛型

泛型的意思是泛指某种具体的数据类型, 在Scala中, 泛型用[数据类型]表示. 在实际开发中, 泛型一般是结合数组或者集合来使用的, 除此之外, 泛型的常见用法还有以下三种:

• 泛型方法

• 泛型类

• 泛型特质

1.1 泛型方法

泛型方法指的是把泛型定义到方法声明上, 即:该方法的参数类型是由泛型来决定的. 在调用方法时, 明确具体的数据类型.

格式

def 方法名[泛型名称](..) = {
    //...
}

需求

定义方法getMiddleElement(), 用来获取任意类型数组的中间元素.

• 思路一: 不考虑泛型直接实现（基于Array[Int]实现）

• 思路二: 加入泛型支持.

参考代码

//案例: 泛型方法演示.
//细节: 泛型方法在调用方法的时候 明确具体的数据类型.
object ClassDemo01 {
  //需求: 用一个方法来获取任意类型数组的中间的元素
  //思路一:不考虑泛型直接实现（基于Array[Int]实现）
  //def getMiddleElement(arr: Array[Int]) = arr(arr.length / 2)

  //思路二: 加入泛型支持
  def getMiddleElement[T](arr: Array[T]) = arr(arr.length / 2)

  def main(args: Array[String]): Unit = {
      //调用方法
      println(getMiddleElement(Array(1, 2, 3, 4, 5)))

      println(getMiddleElement(Array("a", "b", "c")))
  }
}

1.2 泛型类

泛型类指的是把泛型定义到类的声明上, 即:该类中的成员的参数类型是由泛型来决定的. 在创建对象时, 明确具体的数据类型.

格式

class 类[T](val 变量名: T)

需求

1. 定义一个Pair泛型类, 该类包含两个字段，且两个字段的类型不固定.

2. 创建不同类型的Pair泛型类对象，并打印.

参考代码

//案例: 泛型-演示泛型类的使用.
//泛型类: 在创建对象的时候, 明确具体的数据类型.
object ClassDemo02 {
  //1. 实现一个Pair泛型类
  //2. Pair类包含两个字段，而且两个字段的类型不固定
  class Pair[T](var a:T, var b:T)

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //3. 创建不同类型泛型类对象，并打印
    var p1 = new Pair[Int](10, 20)
    println(p1.a, p1.b)

    var p2 = new Pair[String]("abc", "bcd")
    println(p2.a, p2.b)
  }
}

1.3 泛型特质

泛型特质指的是把泛型定义到特质的声明上, 即:该特质中的成员的参数类型是由泛型来决定的. 在定义泛型特质的子类或者子单例对象时, 明确具体的数据类型.

格式

trait 特质A[T] {
  //特质中的成员
}

class 类B extends 特质A[指定具体的数据类型] {
  //类中的成员
}

需求

1. 定义泛型特质Logger, 该类有一个变量a和show()方法, 它们都是用Logger特质的泛型.

2. 定义单例对象ConsoleLogger, 继承Logger特质.

3. 打印单例对象ConsoleLogger中的成员.

参考代码

//案例: 演示泛型特质.
object ClassDemo03 {
  //1. 定义泛型特质Logger, 该类有一个a变量和show()方法, 都是用Logger特质的泛型.
  trait Logger[T] {
    //定义变量
    val a:T

    //定义方法.
    def show(b:T) = println(b)
  }

  //2. 定义单例对象ConsoleLogger, 继承Logger特质.
  object ConsoleLogger extends Logger[String]{
    override val a: String = "张三"
  }

  //main方法, 作为程序的主入口.
  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //3. 打印单例对象ConsoleLogger中的成员.
    println(ConsoleLogger.a)
    ConsoleLogger.show("10")
  }
}

2. 上下界

我们在使用泛型(方法, 类, 特质)时，如果要限定该泛型必须从哪个类继承、或者必须是哪个类的父类。此时，就需要使用到泛型的上下界。

2.1 上界

使用T <: 类型名表示给类型添加一个上界，表示泛型参数必须要从该类（或本身）继承.

格式

[T <: 类型]

例如: [T <: Person]的意思是, 泛型T的数据类型必须是Person类型或者Person的子类型

需求

1. 定义一个Person类

2. 定义一个Student类，继承Person类

3. 定义一个泛型方法demo()，该方法接收一个Array参数.

4. 限定demo方法的Array元素类型只能是Person或者Person的子类

5. 测试调用demo()方法，传入不同元素类型的Array

参考代码

//案例: 演示泛型的上下界之 上界.
object ClassDemo04 {
  //1. 定义一个Person类
  class Person

  //2. 定义一个Student类，继承Person类
  class Student extends Person

  //3. 定义一个demo泛型方法，该方法接收一个Array参数，
  //限定demo方法的Array元素类型只能是Person或者Person的子类
  def demo[T <: Person](arr: Array[T]) = println(arr)

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //4. 测试调用demo，传入不同元素类型的Array
    //demo(Array(1, 2, 3)) //这个会报错, 因为只能传入Person或者它的子类型.

    demo(Array(new Person()))
    demo(Array(new Student()))
  }
}

2.2 下界

使用T >: 数据类型表示给类型添加一个下界，表示泛型参数必须是从该类型本身或该类型的父类型.

格式

[T >: 类型]

注意:

1. 例如: [T >: Person]的意思是, 泛型T的数据类型必须是Person类型或者Person的父类型

2. 如果泛型既有上界、又有下界。下界写在前面，上界写在后面. 即: [T >: 类型1 <: 类型2]

需求

1. 定义一个Person类

2. 定义一个Policeman类，继承Person类

3. 定义一个Superman类，继承Policeman类

4. 定义一个demo泛型方法，该方法接收一个Array参数，

5. 限定demo方法的Array元素类型只能是Person、Policeman

6. 测试调用demo，传入不同元素类型的Array

参考代码

//案例: 演示泛型的上下界之 下界.
//如果你在设定泛型的时候, 涉及到既有上界, 又有下界, 一定是: 下界在前, 上界在后.
object ClassDemo05 {
  //1. 定义一个Person类
  class Person
  //2. 定义一个Policeman类，继承Person类
  class Policeman extends Person
  //3. 定义一个Superman类，继承Policeman类
  class Superman extends Policeman

  //4. 定义一个demo泛型方法，该方法接收一个Array参数，
  //限定demo方法的Array元素类型只能是Person、Policeman
  // 下界 上界
  def demo[T >: Policeman <: Policeman](arr: Array[T]) = println(arr)

  def main(args: Array[String]): Unit = {
    //5. 测试调用demo，传入不同元素类型的Array
    //demo(Array(new Person))
    demo(Array(new Policeman))
    //demo(Array(new Superman)) //会报错, 因为只能传入: Policeman类获取它的父类型, 而Superman是Policeman的子类型, 所以不行.
  }
}

2.3 上下文限定

语法

def f[A : B](a: A) = println(a) //等同于 def f[A](a:A)(implicit arg:B[A])=println(a) 2）

说明
上下文限定是将泛型和隐式转换的结合产物，以下两者功能相同，使用上下文限定[A : Ordering]之后，方法内无法使用隐式参数名调用隐式参数，需要通过 implicitly[Ordering[A]] 获取隐式变量，如果此时无法查找到对应类型的隐式变量，会发生出错误。

implicit val x = 1
val y = implicitly[Int] 
val z = implicitly[Double]

案例

def f[A:Ordering](a:A,b:A) =implicitly[Ordering[A]].compare(a,b) def f[A](a: A, b: A)(implicit ord: Ordering[A]) = ord.compare(a, b)

3. 协变、逆变、非变

非变: 类A和类B之间是父子类关系, 但是Pair[A]和Pair[B]之间没有任何关系.

协变: 类A和类B之间是父子类关系, Pair[A]和Pair[B]之间也有父子类关系.

逆变: 类A和类B之间是父子类关系, 但是Pair[A]和Pair[B]之间是子父类关系.

class MyList[+T]{ //协变

}

class MyList[-T]{ //逆变

}

class MyList[T] //非变

默认是非变

案例

//非变
//class MyList[T]{}
//协变
//class MyList[+T]{}
//逆变
//class MyList[-T]{}

class Parent{}
class Child extends Parent{} class SubChild extends Child{}

object Scala_TestGeneric {
def main(args: Array[String]): Unit = {
//var s:MyList[Child] = new MyList[SubChild]

}
}