# 隐式转换和隐式参数 ## 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 ``` ### 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 ``` ### 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 { new Person("普通人").hammer() } ``` > 注：Scala 自身的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。
## 二、隐式参数 ### 2.1 使用隐式参数在定义函数或方法时可以使用标记为 `implicit` 的参数，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。 ### 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) } ``` ### 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`。

#### 2. 利用隐式参数进行隐式转换 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) 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