隐式转换和隐式参数

notes/Scala类和对象.md

@@ -178,7 +178,7 @@ object Person {
 + 写在主构造器中的代码块会在类初始化的时候被执行，功能类似于Java的静态代码块`static{}`
 
 ```scala
-class Person(name: String, age: Int) {
+class Person(val name: String, val age: Int) {
 
   println("功能类似于Java的静态代码块static{}")
 
@@ -210,7 +210,7 @@ heibaiying:20
 + 每个辅助构造器必须以主构造器或其他的辅助构造器的调用开始。
 
 ```scala
-class Person(name: String, age: Int) {
+class Person(val name: String, val age: Int) {
 
   private var birthday = ""
 

notes/Scala类型参数.md

@@ -0,0 +1,154 @@
+# 类型参数
+
+## 一、泛型
+
+Scala支持类型参数化，使得我们能够编写泛型程序。
+
+### 1.1 泛型类
+
+Java中使用`<>`符号来定义类型参数，Scala中使用`[]`来定义类型参数。
+
+```scala
+class Pair[T, S](val first: T, val second: S) {
+  override def toString: String = first + ":" + second
+}
+```
+
+```scala
+object ScalaApp extends App {
+
+  // 使用时候你直接指定参数类型，也可以不指定，由程序自动推断
+  val pair01 = new Pair("heibai01", 22)
+  val pair02 = new Pair[String,Int]("heibai02", 33)
+
+  println(pair01)
+  println(pair02)
+}
+```
+
+### 1.2 泛型方法
+
+函数和方法也支持类型参数。
+
+```scala
+object Utils {
+  def getHalf[T](a: Array[T]): Int = a.length / 2
+}
+```
+
+## 二、类型限定
+
+### 2.1 类型上界
+
+对于对象之间进行大小比较，Scala和Java一样，都要求比较的对象需要实现`java.lang.Comparable`接口。
+
+所以如果想对泛型进行比较，需要限定类型上界，语法为` S <: T`,代表S必须是类型T的子类或其本身。示例如下：
+
+```scala
+// 使用 <: 符号，限定T必须是Comparable[T]的子类型
+class Pair[T <: Comparable[T]](val first: T, val second: T) {
+  // 返回较小的值
+  def smaller: T = if (first.compareTo(second) < 0) first else second
+}
+```
+
+```scala
+// 测试代码
+val pair = new Pair("abc", "abcd")
+println(pair.smaller) // 输出 abc
+```
+
+>注：如果你想要在Java中实现类型变量限定，需要使用关键字extends来实现，对于的Java代码如下：
+>
+>```java
+>public class Pair<T extends Comparable<T>> {
+>    private T first;
+>    private T second;
+>    Pair(T first, T second) {
+>        this.first = first;
+>        this.second = second;
+>    }
+>    public T smaller() {
+>        return first.compareTo(second) < 0 ? first : second;
+>    }
+>}
+>```
+
+### 2.2 视图界定 & 类型约束
+
+#### 1.视图界定
+
+在上面的例子中，如果你使用Int类型或者Double等类型进行测试，点击运行后，你会发现程序根本无法通过编译：
+
+```scala
+val pair1 = new Pair(10, 12)
+val pair2 = new Pair(10.0, 12.0)
+```
+
+之所以出现这样的问题，是因为在Scala中Int并没有实现Comparable，真正实现Comparable接口的是RichInt。在日常的编程中之所以你能够执行`3>2`这样的判断操作，是因为程序执行了隐式转换，将Int转换为RichInt。
+
+![scala-richInt](D:\BigData-Notes\pictures\scala-richInt.png)
+
+直接继承Java中Comparable接口的是特质Ordered，RichInt混入了该特质，Ordered源码如下:
+
+```scala
+// 除了compareTo方法外，还提供了额外的关系符方法
+trait Ordered[A] extends Any with java.lang.Comparable[A] {
+  def compare(that: A): Int
+  def <  (that: A): Boolean = (this compare that) <  0
+  def >  (that: A): Boolean = (this compare that) >  0
+  def <= (that: A): Boolean = (this compare that) <= 0
+  def >= (that: A): Boolean = (this compare that) >= 0
+  def compareTo(that: A): Int = compare(that)
+}
+```
+
+所以要想在泛型中解决这个问题，需要使用视图界定：
+
+```scala
+// 视图界定符号 <%
+class Pair[T <% Comparable[T]](val first: T, val second: T) {
+  // 返回较小的值
+  def smaller: T = if (first.compareTo(second) < 0) first else second
+}
+```
+
+> 注：由于直接继承Java中Comparable接口的是特质Ordered，所以也可以使用如下的视图界定：
+>
+> ```scala
+> class Pair[T <% Ordered[T]](val first: T, val second: T) {
+>     
+> def smaller: T = if (first.compareTo(second) < 0) first else second
+>     
+> }
+> ```
+
+#### 2. 类型约束
+
+如果你用的Scala是2.11+，则视图界定已经不推荐使用，官方推荐使用类型约束(type constraint)来实现同样的功能：
+
+```scala
+class Pair[T](val first: T, val second: T)(implicit ev: T => Comparable[T]) {
+    
+  def smaller: T = if (first.compareTo(second) < 0) first else second
+    
+}
+```
+
+### 2.3 上下文界定
+
+上下文界定的形式为`T:M`,它要求必须存在一个类型为M[T]的隐式值，当你声明一个使用隐式值的方法时，需要添加一个隐式参数。上面的程序也可以使用上下文界定进行如下改写：
+
+```scala
+class Pair[T](val first: T, val second: T) {
+    
+  def smaller(implicit ord: Ordering[T]): T = if (ord.compare(first, second) < 0) first else second
+    
+}
+```
+
+### 2.4 类型下界
+
+
+
+## 三、类型通配符

notes/Scala隐式转换和隐式参数.md

@@ -0,0 +1,358 @@
+# 隐式转换和隐式参数
+
+<nav>
+<a href="#一隐式转换">一、隐式转换</a><br/>
+&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<a href="#11-使用隐式转换">1.1 使用隐式转换</a><br/>
+&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<a href="#12-隐式转换规则">1.2 隐式转换规则</a><br/>
+&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<a href="#13-引入隐式转换">1.3 引入隐式转换</a><br/>
+<a href="#二隐式参数">二、隐式参数</a><br/>
+&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<a href="#21-使用隐式参数">2.1 使用隐式参数</a><br/>
+&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<a href="#22-引入隐式参数">2.2 引入隐式参数</a><br/>
+&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<a href="#23-利用隐式参数进行隐式转换">2.3 利用隐式参数进行隐式转换</a><br/>
+</nav>
+
+
+## 一、隐式转换
+
+### 1.1 使用隐式转换
+
+隐式转换指的是以`implicit`关键字声明带有单个参数的转换函数，它将值从一种类型转换为另一种类型，以便使用之前类型所没有的功能。示例如下：
+
+```scala
+// 普通人
+class Person(val name: String)
+
+// 雷神
+class Thor(val name: String) {
+  // 正常情况下只有雷神才能举起雷神之锤
+  def hammer(): Unit = {
+    println(name + "举起雷神之锤")
+  }
+}
+
+object Thor extends App {
+  // 定义隐式转换方法 将普通人转换为雷神 通常建议方法名使用source2Target,即：被转换对象To转换对象
+  implicit def person2Thor(p: Person): Thor = new Thor(p.name)
+  // 这样普通人也能举起雷神之锤
+  new Person("普通人").hammer()
+}
+
+输出： 普通人举起雷神之锤
+```
+
+<br/>
+
+### 1.2 隐式转换规则
+
+并不是你使用`implicit`转换后，隐式转换就一定会发生，比如上面如果不调用`hammer()`方法的时候，普通人就还是普通人。通常程序会在以下情况下尝试执行隐式转换：
+
++ 当对象访问一个不存在的成员时，即调用的方法不存在或者访问的成员变量不存在；
++ 当对象调用某个方法，该方法存在，但是方法的声明参数与传入参数不匹配时。
+
+而在以下三种情况下编译器不会尝试执行隐式转换：
+
++ 如果代码能够在不使用隐式转换的前提下通过编译，则不会使用隐式转换；
++ 编译器不会尝试同时执行多个转换，比如`convert1(convert2(a))*b`；
++ 转换存在二义性，也不会发生转换。
+
+这里首先解释一下二义性，上面的代码进行如下修改，由于两个隐式转换都是生效的，所以就存在了二义性：
+
+```scala
+//两个隐式转换都是有效的
+implicit def person2Thor(p: Person): Thor = new Thor(p.name)
+implicit def person2Thor2(p: Person): Thor = new Thor(p.name)
+// 此时下面这段语句无法通过编译
+new Person("普通人").hammer()
+```
+
+其次再解释一下多个转换的问题：
+
+```scala
+class ClassA {
+  override def toString = "This is Class A"
+}
+
+class ClassB {
+  override def toString = "This is Class B"
+  def printB(b: ClassB): Unit = println(b)
+}
+
+class ClassC
+
+class ClassD
+
+object ImplicitTest extends App {
+  implicit def A2B(a: ClassA): ClassB = {
+    println("A2B")
+    new ClassB
+  }
+
+  implicit def C2B(c: ClassC): ClassB = {
+    println("C2B")
+    new ClassB
+  }
+
+  implicit def D2C(d: ClassD): ClassC = {
+    println("D2C")
+    new ClassC
+  }
+
+  // 这行代码无法通过编译，因为要调用到printB方法，需要执行两次转换C2B(D2C(ClassD))
+  new ClassD().printB(new ClassA)
+    
+  /*
+   *  下面的这一行代码虽然也进行了两次隐式转换，但是两次的转换对象并不是一个对象,所以它是生效的:
+   *  转换流程如下:
+   *  1. ClassC中并没有printB方法,因此隐式转换为ClassB,然后调用printB方法;
+   *  2. 但是printB参数类型为ClassB,然而传入的参数类型是ClassA,所以需要将参数ClassA转换为ClassB,这是第二次;
+   *  即: C2B(ClassC) -> ClassB.printB(ClassA) -> ClassB.printB(A2B(ClassA)) -> ClassB.printB(ClassB)
+   *  转换过程1的对象是ClassC,而转换过程2的转换对象是ClassA,所以虽然是一行代码两次转换，但是仍然是有效转换
+   */
+  new ClassC().printB(new ClassA)
+}
+
+// 输出：
+C2B
+A2B
+This is Class B
+```
+
+<br/>
+
+### 1.3 引入隐式转换
+
+隐式转换的可以定义在以下三个地方：
+
++ 定义在原类型的伴生对象中；
++ 直接定义在执行代码的上下文作用域中；
++ 统一定义在一个文件中，在使用时候导入。
+
+上面我们使用的方法相当于直接定义在执行代码的作用域中，下面分别给出其他两种定义的代码示例：
+
+定义在原类型的伴生对象中：
+
+```scala
+class Person(val name: String)
+// 在伴生对象中定义隐式转换函数
+object Person{
+  implicit def person2Thor(p: Person): Thor = new Thor(p.name)
+}
+```
+
+```scala
+class Thor(val name: String) {
+  def hammer(): Unit = {
+    println(name + "举起雷神之锤")
+  }
+}
+```
+
+```scala
+// 使用示例
+object ScalaApp extends App {
+  new Person("普通人").hammer()
+}
+```
+
+定义在一个公共的对象中：
+
+```scala
+object Convert {
+  implicit def person2Thor(p: Person): Thor = new Thor(p.name)
+}
+```
+
+```scala
+// 导入Convert下所有的隐式转换函数
+import com.heibaiying.Convert._
+
+object ScalaApp extends App {
+  // 这样普通人也能举起雷神之锤
+  new Person("普通人").hammer()
+}
+```
+
+> 注：Scala中隐式转换函数大部分定义在`Predef.scala`中，你可以打开源文件查看，也可以在Scala交互式命令行中采用`:implicit -v`查看全部隐式转换函数。
+
+<br/>
+
+## 二、隐式参数
+
+### 2.1 使用隐式参数
+
+函数或方法可以带有一个标记为`implicit`的参数列表，这种情况下，编译器将会查找默认值，提供给函数调用。
+
+```scala
+// 定义分隔符类
+class Delimiters(val left: String, val right: String)
+
+object ScalaApp extends App {
+  
+    // 进行格式化输出
+  def formatted(context: String)(implicit deli: Delimiters): Unit = {
+    println(deli.left + context + deli.right)
+  }
+    
+  // 定义一个隐式默认值 使用左右中括号作为分隔符
+  implicit val bracket = new Delimiters("(", ")")
+  formatted("this is context") // 输出: (this is context)
+}
+```
+
+关于隐式参数，有两点需要注意：
+
+1.我们上面定义`formatted`函数的时候使用了柯里化，如果你不使用柯里化表达式，按照通常习惯只有下面两种写法：
+
+```scala
+//这种写法没有语法错误，但是无法通过编译
+def formatted(implicit context: String, deli: Delimiters): Unit = {
+  println(deli.left + context + deli.right)
+} 
+// 不存在这种写法，IDEA直接会直接提示语法错误
+def formatted( context: String,  implicit deli: Delimiters): Unit = {
+  println(deli.left + context + deli.right)
+} 
+```
+
+上面第一种写法编译的时候会出现下面所示`error`信息,从中也可以看出`implicit`是作用于参数列表中每个参数的，这显然不是我们想要到达的效果，所以上面的写法采用了柯里化。
+
+```
+not enough arguments for method formatted: (implicit context: String, implicit deli: com.heibaiying.Delimiters)
+```
+
+2.第二个问题和隐式函数一样，隐式默认值不能存在二义性，否则无法通过编译，示例如下：
+
+```scala
+implicit val bracket = new Delimiters("(", ")")
+implicit val brace = new Delimiters("{", "}")
+formatted("this is context")
+```
+
+上面代码无法通过编译，出现错误提示`ambiguous implicit values`，即隐式值存在冲突。
+
+<br/>
+
+### 2.2 引入隐式参数
+
+引入隐式参数和引入隐式转换函数方法是一样的，有以下三种方式：
+
+- 定义在隐式参数对应类的伴生对象中；
+- 直接定义在执行代码的上下文作用域中；
+- 统一定义在一个文件中，在使用时候导入。
+
+我们上面示例程序相当于直接定义执行代码的上下文作用域中，下面给出其他两种方式的示例：
+
+定义在隐式参数对应类的伴生对象中；
+
+```scala
+class Delimiters(val left: String, val right: String)
+
+object Delimiters {
+  implicit val bracket = new Delimiters("(", ")")
+}
+```
+
+```scala
+// 此时执行代码的上下文中不用定义
+object ScalaApp extends App {
+
+  def formatted(context: String)(implicit deli: Delimiters): Unit = {
+    println(deli.left + context + deli.right)
+  }
+  formatted("this is context") 
+}
+```
+
+统一定义在一个文件中，在使用时候导入：
+
+```scala
+object Convert {
+  implicit val bracket = new Delimiters("(", ")")
+}
+```
+
+```scala
+// 在使用的时候导入
+import com.heibaiying.Convert.bracket
+
+object ScalaApp extends App {
+  def formatted(context: String)(implicit deli: Delimiters): Unit = {
+    println(deli.left + context + deli.right)
+  }
+  formatted("this is context") // 输出: (this is context)
+}
+```
+
+<br/>
+
+### 2.3 利用隐式参数进行隐式转换
+
+```scala
+def smaller[T] (a: T, b: T) = if (a < b) a else b
+```
+
+在Scala中如果定义了一个如上所示的比较对象大小的泛型方法，你会发现无法通过编译。对于对象之间进行大小比较，Scala和Java一样，都要求被比较的对象需要实现java.lang.Comparable接口。
+
+在Scala中，直接继承Java中Comparable接口的是特质Ordered，它在继承compareTo方法的基础上，额外定义了关系符方法，源码如下:
+
+```scala
+trait Ordered[A] extends Any with java.lang.Comparable[A] {
+  def compare(that: A): Int
+  def <  (that: A): Boolean = (this compare that) <  0
+  def >  (that: A): Boolean = (this compare that) >  0
+  def <= (that: A): Boolean = (this compare that) <= 0
+  def >= (that: A): Boolean = (this compare that) >= 0
+  def compareTo(that: A): Int = compare(that)
+}
+```
+
+所以要想在泛型中解决这个问题，有两种方法：
+
+#### 1. 使用视图界定
+
+```scala
+object Pair extends App {
+
+ // 视图界定
+  def smaller[T<% Ordered[T]](a: T, b: T) = if (a < b) a else b
+ 
+  println(smaller(1,2)) //输出 1
+}
+```
+
+视图限定限制了T可以通过隐式转换`Ordered[T]`，即对象一定可以进行大小比较。在上面的代码中`smaller(1,2)`中参数`1`和`2`实际上是通过定义在`Predef`中的隐式转换方法`intWrapper`转换为`RichInt`。
+
+```scala
+// Predef.scala
+@inline implicit def intWrapper(x: Int)   = new runtime.RichInt(x)
+```
+
+为什么要这么麻烦执行隐式转换，原因是Scala中的Int类型并不能直接进行比较，因为其没有实现`Ordered`特质，真正实现`Ordered`特质的是`RichInt`。
+
+<div align="center"> <img  src="https://github.com/heibaiying/BigData-Notes/blob/master/pictures/scala-richInt.png"/> </div>
+
+
+
+#### 2. 利用隐式参数进行隐式转换
+
+在Scala2.11+后，视图界定被标识为废弃，官方推荐使用类型限定来解决上面的问题，本质上就是使用隐式参数进行隐式转换。
+
+```scala
+object Pair extends App {
+
+   // order既是一个隐式参数也是一个隐式转换，即如果a不存在 < 方法，则转换为order(a)<b
+  def smaller[T](a: T, b: T)(implicit order: T => Ordered[T]) = if (a < b) a else b
+
+  println(smaller(1,2)) //输出 1
+}
+```
+
+
+
+## 参考资料
+
+1. Martin Odersky . Scala编程(第3版)[M] . 电子工业出版社 . 2018-1-1  
+2. 凯.S.霍斯特曼  . 快学Scala(第2版)[M] . 电子工业出版社 . 2017-7
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