Scala 課堂:類型和多態(tài)類型(一)

這里我們轉(zhuǎn)載 Twitter 的 Scala 課堂 ，轉(zhuǎn)載的內(nèi)容基本來自 Twitter 的 Scala 課堂中文翻譯，部分有小改動.

什么是靜態(tài)類型？它們?yōu)槭裁从杏茫?/h2>

按 Pierce 的話講：“類型系統(tǒng)是一個語法方法，它們根據(jù)程序計算的值的種類對程序短語進行分類，通過分類結(jié)果錯誤行為進行自動檢查?！?類型允許你表示函數(shù)的定義域和值域。例如，從數(shù)學(xué)角度看這個定義： f: R -> N
它告訴我們函數(shù)“f”是從實數(shù)集到自然數(shù)集的映射。 抽象地說，這就是 具體 類型的準確定義。類型系統(tǒng)給我們提供了一些更強大的方式來表達這些集合。
鑒于這些注釋，編譯器可以 靜態(tài)地 （在編譯時）驗證程序是 合理 的。也就是說，如果值（在運行時）不符合程序規(guī)定的約束，編譯將失敗。 一般說來，類型檢查只能保證 不合理 的程序不能編譯通過。它不能保證每一個合理的程序都 可以 編譯通過。
隨著類型系統(tǒng)表達能力的提高，我們可以生產(chǎn)更可靠的代碼，因為它能夠在我們運行程序之前驗證程序的不變性（當(dāng)然是發(fā)現(xiàn)類型本身的模型 bug！）。學(xué)術(shù)界一直很努力地提高類型系統(tǒng)的表現(xiàn)力，包括值依賴（value-dependent）類型！
需要注意的是，所有的類型信息會在編譯時被刪去，因為它已不再需要。這就是所謂的擦除。

Scala 中的類型

Scala 強大的類型系統(tǒng)擁有非常豐富的表現(xiàn)力。其主要特性有： 參數(shù)化多態(tài)性 粗略地說，就是泛型編程 （局部）類型推斷 粗略地說，就是為什么你不需要這樣寫代碼 val i: Int = 12: Int 存在量化 粗略地說，為一些沒有名稱的類型進行定義 視窗 我們將下周學(xué)習(xí)這些；粗略地說，就是將一種類型的值“強制轉(zhuǎn)換”為另一種類型

參數(shù)化多態(tài)性

多態(tài)性是在不影響靜態(tài)類型豐富性的前提下，用來（給不同類型的值）編寫通用代碼的。 例如，如果沒有參數(shù)化多態(tài)性，一個通用的列表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)總是看起來像這樣（事實上，它看起來很像使用泛型前的 Java）：

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

現(xiàn)在我們無法恢復(fù)其中成員的任何類型信息。

scala> res0.head
res2: Any = 2

所以我們的應(yīng)用程序?qū)嘶癁橐幌盗蓄愋娃D(zhuǎn)換（“asInstanceOf[]”），并且會缺乏類型安全的保障（因為這些都是動態(tài)的）。 多態(tài)性是通過指定 類型變量 實現(xiàn)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多態(tài)性

粗略地說，這意味著在 Scala 中，有一些你想表達的類型概念“過于泛化”以至于編譯器無法理解。假設(shè)你有一個函數(shù)

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

你希望繼續(xù)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)

這段代碼不能編譯，因為所有的類型變量只有在調(diào)用上下文中才被固定。即使你“釘住”了類型 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)

類型推斷

靜態(tài)類型的一個傳統(tǒng)反對意見是，它有大量的語法開銷。Scala 通過 類型推斷 來緩解這個問題。 在函數(shù)式編程語言中，類型推斷的經(jīng)典方法是 Hindley Milner 算法，它最早是實現(xiàn)在 ML 中的。 Scala 類型推斷系統(tǒng)的實現(xiàn)稍有不同，但本質(zhì)類似：推斷約束，并試圖統(tǒng)一類型。

在 Scala 中所有類型推斷是 局部的 。Scala 一次分析一個表達式。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)

類型信息都保存完好，Scala 編譯器為我們進行了類型推斷。請注意我們并不需要明確指定返回類型。