什么是隱式轉(zhuǎn)換
我們經(jīng)常引入第三方庫，但當(dāng)我們想要擴(kuò)展新功能的時(shí)候通常是很不方便的，因?yàn)槲覀儾荒苤苯有薷钠浯a。scala提供了隱式轉(zhuǎn)換機(jī)制和隱式參數(shù)幫我們解決諸如這樣的問題。
Scala中的隱式轉(zhuǎn)換是一種非常強(qiáng)大的代碼查找機(jī)制。當(dāng)函數(shù)、構(gòu)造器調(diào)用缺少參數(shù)或者某一實(shí)例調(diào)用了其他類型的方法導(dǎo)致編譯不通過時(shí)，編譯器會嘗試搜索一些特定的區(qū)域，嘗試使編譯通過。
場景一，現(xiàn)在我們要為Java的File類提供一個(gè)獲得所有行數(shù)的方法：
implicit class Files(file: File) {
def lines: Array[String] = {
val fileReader: FileReader = new FileReader(file)
val reader = new BufferedReader(fileReader)
try {
var lines = Array[String]()
var line = reader.readLine()
while (line != null) {
lines = lines :+ line
line = reader.readLine()
}
lines
} finally {
fileReader.close()
reader.close()
}
}
}
private val file: File = new File("/path/to")
file.lines foreach println
場景二，我期望可以像操作集合那樣來操作一個(gè)文件中的所有行。比如，對所有的行映射（map）一個(gè)指定函數(shù)。
implicit def file2Array(file: File): Array[String] = file.lines
def map[R](source: Array[String])(fn: String ? R) = {
source.map(fn)
}
map(new File("/path/to"))(println)
隱式操作規(guī)則
標(biāo)記規(guī)則：只有標(biāo)記為implicit的變量，函數(shù)或?qū)ο蠖x才能被編譯器當(dāng)做隱式操作目標(biāo)。
作用域規(guī)則：插入的隱式轉(zhuǎn)換必須是單一標(biāo)示符的形式處于作用域中，或與源/目標(biāo)類型關(guān)聯(lián)在一起。單一標(biāo)示符是說當(dāng)隱式轉(zhuǎn)換作用時(shí)應(yīng)該是這樣的形式：file2Array(arg).map(fn)的形式，而不是foo.file2Array(arg).map的形式。假設(shè)file2Array函數(shù)定義在foo對象中，我們應(yīng)該通過
import foo._或者import foo.file2Array把隱式轉(zhuǎn)換導(dǎo)入。簡單來說，隱式代碼應(yīng)該可以被"直接"使用，不能再依賴類路徑。
假如我們把隱式轉(zhuǎn)換定義在源類型或者目標(biāo)類型的伴生對象內(nèi)，則我們可以跳過單一標(biāo)示符的規(guī)則。因?yàn)榫幾g器在編譯期間會自動搜索源類型和目標(biāo)類型的伴生對象，以嘗試找到合適的隱式轉(zhuǎn)換。無歧義規(guī)則：不能存在多于一個(gè)隱式轉(zhuǎn)換使某段代碼編譯通過。因?yàn)檫@種情況下會產(chǎn)生迷惑，編譯器不能確定到底使用哪個(gè)隱式轉(zhuǎn)換。
單一調(diào)用規(guī)則：不會疊加（重復(fù)嵌套）使用隱式轉(zhuǎn)換。一次隱式轉(zhuǎn)化調(diào)用成功之后，編譯器不會再去尋找其他的隱式轉(zhuǎn)換。
顯示操作優(yōu)先規(guī)則：當(dāng)前代碼類型檢查沒有問題，編譯器不會嘗試查找隱式轉(zhuǎn)換。
隱式解析的搜索范圍
隱式轉(zhuǎn)換本身是一種代碼查找機(jī)制，所以下面會介紹隱式轉(zhuǎn)換的查找范圍：
-當(dāng)前代碼作用域。最直接的就是隱式定義和當(dāng)前代碼處在同一作用域中。
-當(dāng)?shù)谝环N解析方式?jīng)]有找到合適的隱式轉(zhuǎn)換時(shí)，編譯器會繼續(xù)在隱式參數(shù)類型的隱式作用域里查找。一個(gè)類型的隱式作用域指的是與該類型相關(guān)聯(lián)的所有的伴生對象。
對于一個(gè)類型T它的隱式搜索區(qū)域包括如下：
-假如T是這樣定義的：T with A with B with C，那么A, B, C的伴生對象都是T的搜索區(qū)域。
-如果T是類型參數(shù)，那么參數(shù)類型和基礎(chǔ)類型都是T的搜索部分。比如對于類型List[Foo]，List和Foo都是搜索區(qū)域
-如果T是一個(gè)單例類型p.T，那么p和T都是搜索區(qū)域。
-如果T是類型注入p#T，那么p和T都是搜索區(qū)域。
所以，只要在上述的任何一個(gè)區(qū)域中搜索到合適的隱式轉(zhuǎn)換，編譯器都可以使編譯通過。
看兩個(gè)例子：
- 通過類型參數(shù)獲得隱式作用域
scala> implicit val i: Int = 1
i: Int = 1
scala> implicitly[Int]
res11: Int = 1
- 通過嵌套獲得隱式作用域
object Foo {
trait Bar
implicit val bar = new Bar {
override def toString = "Foo`s Bar"
}
}
object Test extends App {
import Foo.Bar
class B extends Bar
def m(implicit bar: Bar) = println(bar.toString)
m
}
常用法
轉(zhuǎn)換類型為期望的類型
scala> val i: Int = 3.5
<console>:7: error: type mismatch;
found : Double(3.5)
required: Int
val i: Int = 3.5
^
scala> implicit def double2Int(d: Double) = d.toInt
warning: there was one feature warning; re-run with -feature for details
double2Int: (d: Double)Int
scala> val i: Int = 3.5
i: Int = 3
當(dāng)我們嘗試把一個(gè)帶有精度的數(shù)字復(fù)制給Int類型時(shí)，編譯器會給出編譯錯(cuò)誤，因?yàn)轭愋筒黄ヅ洹．?dāng)我們創(chuàng)建了一個(gè)double to int的隱式轉(zhuǎn)換之后編譯正常通過。還有一種情況是與新類型的操作。
case class Rational(n: Int, d: Int) {
def +(r: Rational) = Rational(n + r.n, d + r.d)
}
implicit def int2Rational(v: Int) = Rational(v, 1)
Rational(1, 1) + Rational(1, 1)
1 + Rational(1, 1)
模擬新的語法
比如scala中的arrow（->）語法就是一個(gè)隱式轉(zhuǎn)換
implicit final class ArrowAssoc[A](private val self: A) extends AnyVal {
@inline def -> [B](y: B): Tuple2[A, B] = Tuple2(self, y)
def →[B](y: B): Tuple2[A, B] = ->(y)
}
類型類
類型類是一種非常靈活的設(shè)計(jì)模式，可以把類型的定義和行為進(jìn)行分離，讓擴(kuò)展類行為變得非常方便。
@implicitNotFound("No member of type class NumberLike in scope for ${T}")
trait Increasable[T] {
def inc(t: T): T
}
object Increasable {
implicit object IncreasableInt extends Increasable[Int] {
def inc(t: Int) = t + 1
}
implicit object IncreasableString extends Increasable[String] {
def inc(t: String) = t + t
}
}
def inc[T: Increasable](list: List[T]) = {
val ev = implicitly[Increasable[T]]
list.map(ev.inc)
}
inc(List(1, 2, 3))
inc(List("z", "a", "b"))
隱式參數(shù)
當(dāng)我們在定義方法時(shí)，可以把最后一個(gè)參數(shù)列表標(biāo)記為implicit，表示該組參數(shù)是隱式參數(shù)。一個(gè)方法只會有一個(gè)隱式參數(shù)列表，置于方法的最后一個(gè)參數(shù)列表。如果方法有多個(gè)隱式參數(shù)，只需一個(gè)implicit修飾即可。
當(dāng)調(diào)用包含隱式參數(shù)的方法是，如果當(dāng)前上下文中有合適的隱式值，則編譯器會自動為改組參數(shù)填充合適的值。如果沒有編譯器會拋出異常。當(dāng)然，標(biāo)記為隱式參數(shù)的我們也可以手動為該參數(shù)添加默認(rèn)值。def foo(n: Int)(implicit t1: String, t2: Double = 3.14)
隱式視圖
隱式視圖：把一種類型轉(zhuǎn)換為其他的類型，轉(zhuǎn)換后的新類型稱為視圖類型。隱式視圖會用于以下兩種場景：當(dāng)傳遞給函數(shù)的參數(shù)與函數(shù)聲明的類型不匹配時(shí)；
scala> def log(msg: String) = println(msg)
log: (msg: String)Unit
scala> log("hello world")
hello world
scala> log(123)
<console>:9: error: type mismatch;
found : Int(123)
required: String
log(123)
^
scala> implicit def int2String(i: Int): String = i.toString
warning: there was one feature warning; re-run with -feature for details
int2String: (i: Int)String
scala> log(123)
123
當(dāng)調(diào)用foo.bar，并且foo中并沒有bar成員時(shí)（常用于豐富已有的類庫）。
scala> :pas
// Entering paste mode (ctrl-D to finish)
class Strings(str: String) {
def compress = str.filter(_ != ' ').mkString("")
}
implicit def strings(str: String): Strings = new Strings(str)
// Exiting paste mode, now interpreting.
warning: there was one feature warning; re-run with -feature for details
defined class Strings
strings: (str: String)Strings
scala> " a b c d ".compress
res0: String = abcd
隱式類型
如果細(xì)心觀察上邊的compress的實(shí)現(xiàn)和文章開頭lines的實(shí)現(xiàn)，這兩段代碼實(shí)現(xiàn)功能所采用的思路是類似的。但是，兩端代碼的實(shí)現(xiàn)形式是有區(qū)別的。lines的實(shí)現(xiàn)采用了scala中的隱式類型特性。隱式類型是scala提供的一種語法糖，隱式類型還是要轉(zhuǎn)換為：類型+隱式視圖的形式（也就是compress的形式）。
本文內(nèi)容整理自《Scala in depth》，《Scala 編程》。
