java - Scala 的类型系统与 Java 的类型系统相比如何？

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在 Stack Overflow 的一个答案中引用了这样的话:

Scala is a fully object oriented language, more so than Java, with one of the most advanced type systems available on non-research languages.

Scala 的类型系统在哪些方面比 Java 更先进？

Answer 1

Scala 的类型系统几乎可以完成 Java 可以做的所有事情(删除了一些缺陷，例如协变数组)。此外，它还具有以下特点:

方差注释

在 T 上通用的抽象类 C 可以成为 C[U] 的子类型，其中 U 是 T 的子类型或父类(super class)型。

class C[+T] // C[T] <: C[U] iff T <: U
class D[-T] // C[T] <: C[U] iff U <: T

当传递根据其包含的值类型参数化的不可变数据结构时，这非常有用。例如，List[String] 是 List[Any] 的子类型。

Java 为此使用通配符，从而将处理工作移交给 API 的用户而不是定义者。在许多情况下这并不是最理想的。

路径相关类型

在Java中，非静态内部类类型的值存储指向包含类类型的对象的指针。在 Scala 中也是如此，只不过它在类型系统中也以这种方式工作。例如:

class P {
  class C { }
}

val x = new P
val y = new P
var z = new x.C
z = new y.C // type error; x.C and y.C are distinct types

Java缺少这个功能； x 和 y 都有类型 P.C。

高等类型

一个类型不仅可以在另一个类型上进行参数化，还可以在类型构造函数上进行参数化:

trait Functor[F[_]] {
  def map[T, U](function: T => U)(functor: F[T]): F[U]
}

这在 Functor 和 Monad 等类型类中最有用。

Java 缺乏此功能。

结构类型

如果类型包含结构类型的所有成员，则该类型是结构类型的子类型。

type S = { def x: String; def y: Int }

class A { def x = "a"; def y = 1 }
class B { def y = 1 }

这里，A 是 S 的子类型，因为它定义了 def x: String 和 def y: Int code> 是 S 所需要的。 B 不是 S 的子类型，因为 B 没有定义 def y: Int。请注意，在许多情况下，当访问静态类型是结构类型的值的成员时，会使用反射，因此通常不鼓励使用结构类型。

它们可用于模拟 type lambdas不过，没有运行时成本。

Java 缺乏此功能，并且可以说它不是很有用。

抽象类型

像方法一样，类型可以是抽象的:

trait T {
  type G
  def f: G
}

class C extends T {
  override type G = Int
  override def f = 42
}

Java 缺乏此功能。

单例类型

x 的单例类型包含 x 并且仅包含 x。这尤其有用，特别是当您想要保证方法返回 this 时:

trait T {
  def x: this.type
}

class C extends T {
  def x = this
}

val x: T = new C
x.x // has type x.type (which is a subtype of C), not type T

在 Java 中这是不可能的；您要么必须参数化 T 并依赖 CRTP，要么让 x 返回 T 而不是 C。

底部类型

Scala 的底层类型 Nothing 是所有类型的子类型，不包含任何值。这是 throw 表达式的类型以及从不返回的函数的返回类型(即总是抛出异常或进入无限循环)。

Java 缺乏此功能并使用 void 代替。 Scala 没有 void，但明确区分了无返回值函数和不返回函数。