java - 如何在 Java 中实现 Scala apply 方法

Question

我想从 Scala 代码中调用一些 Java 代码。我想使用 Scala 的 apply 结构，所以我可以这样调用它:

val led = OutPin(0)

代替:

val led = new OutPin(0)

我天真地在我的 Java 代码中实现了一个额外的 apply 方法，如下所示:

public class OutPin {

    public OutPin(int pinNumber) {
    }

    public OutPin apply(int pinNumber) {
        return new OutPin(pinNumber);
    }
}

这不会使我的 Scala 代码(上面的第一行)编译，而是给我一个错误:

对象 OutPin 不是一个值

在 Java 中实现 Scala 的 apply 方法的正确方法是什么？

Answer 1

您的问题不在于 apply 方法本身，而在于试图在 Java 中实现 Scala 单例对象。

我认为(但不确定)这在设计上是非常困难的，甚至可能是不可能的。

考虑一个非常非常简单的案例:

object Obj;

这会编译成两个 JVM 字节码文件，Obj$.class和 Obj.class .理论上，只检查这两个类的字节码并在 Java 中重新表达相同的东西应该很容易。 Scala 单例对象的基本结构非常非常简单:

1. 对于单例对象 Obj , 一个 Obj.class和 Obj$.class必须生成
2. Obj$类必须有一个 public final static类型字段 Obj$称为 MODULE$ ，将在类初始化时初始化，引用单例对象。在 Scala 中，调用 Obj.foo()映射到 Obj$.MODULE$.foo() [...如果 Obj 有一个名为 foo() 的方法，那就是!]
3. Java 编译器对这些 Scala 生成的类对一无所知，因此对于 Java 互操作，Obj类包含静态函数，这些函数仅转发到对 Obj$.MODULE$ 上具有相同名称和签名的方法的调用。 .

这听起来很复杂，但实际上并没有那么复杂。编写一对走到这一步的 Java 类是微不足道的。但是 Scala 编译器 (2.10.3) 仍然不会将这对识别为构成 Scala 单例。深入研究 Scala 编译器生成的单例的字节码，您会发现有些细节很难用合法的 Java 表达。 [提示:javap -c -p -s -v <fully-qualified-class-name> ]

例如，最后的静态MODULE$字段由静态初始化程序间接初始化。静态初始化器只是构造一个 Obj$对象，而不直接分配它。分配发生在私有(private)构造函数中。这在 Java 中是非法的:空白静态 final 必须在静态初始化器中进行初始化，并且不能在可能从初始化器外部多次调用的代码(如私有(private)构造函数)中进行赋值。 Scala 编译器生成的字节码尊重空白最终语义(因为私有(private)构造函数只被调用一次)，但超出了 Java 编译器验证这些语义的能力。因此，如果用 Java 表示，此代码将被拒绝。

另外，Obj类(没有终端美元符号的版本)包含类型为 ScalaSig 的注释，它看起来相当复杂并且很难手动重现(在 Java 或 Scala 中)，至少对于我们这些不确定这个注解究竟如何工作的人来说是这样。

我不知道 Scala 编译器在决定将一对类视为“值”之前到底在寻找什么，这是一个有效的 Scala 单例对象，但是 Scala 的设计者选择不让它变得容易，尽管基本方案的简单性。可能他们希望保留重新组织 scala 单例对象如何转换为字节码的能力。让 Java 程序员合成 Scala 单例对象将有效地使当前方案成为 Scala 公共(public) API 的永久部分。

请注意，编写一个普通的非单例类，其实例具有 apply(...) 方法，因此可以像函数一样调用，这在 Java 中很容易，而且工作正常。这是一只 Java 猫:

public class Cat {
    public String apply( int i ) {
        return "Meow: " + i;
    }
}

这是 Scala 的加糖应用的用法:

Welcome to Scala version 2.10.3 (Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM, Java 1.7.0_45).
Type in expressions to have them evaluated.
Type :help for more information.

scala> val Morris = new Cat;
Morris: Cat = Cat@6b4feafa

scala> Morris(8)
res0: String = Meow: 8