generics - Traversable 的继承和类型参数

Question

我正在研究Scala 2.8集合类的源代码。我对 scala.collection.Traversable 的层次结构有疑问。查看以下声明:

package scala.collection
    trait Traversable[+A]
        extends TraversableLike[A, Traversable[A]] 
        with GenericTraversableTemplate[A, Traversable]

    trait TraversableLike[+A, +Repr]
        extends HasNewBuilder[A, Repr]
        with TraversableOnce[A]

package scala.collection.generic
    trait HasNewBuilder[+A, +Repr]

    trait GenericTraversableTemplate[+A, +CC[X] <: Traversable[X]]
        extends HasNewBuilder[A, CC[A] @uncheckedVariance]

问题:为什么 Traversable 使用类型参数 [A, Traversable] 扩展 GenericTraversableTemplate - 为什么不 [A, Traversable[ A]]？我尝试了一些具有相同结构的小程序的实验，当我尝试将其更改为 Traversable[A] 时，收到了一条奇怪的错误消息:

error: Traversable[A] takes no type parameters, expected: one

我猜在 GenericTraversableTemplate 中使用 @uncheckedVariance 注释也与此有关？ (这似乎是一种潜在不安全的黑客手段，迫使事情正常运转......)。

编辑 - 在this question中找到了一些关于注释的有用答案。 (这是因为 GenericTraversableTemplate 用于具有不同方差的可变和不可变集合)。

问题:当您查看层次结构时，您会发现 Traversable 继承了 HasNewBuilder 两次(一次通过 TraversableLike ，一次通过 GenericTraversableTemplate)，但类型参数略有不同。这到底是如何运作的？为什么不同类型的参数不会导致错误？

Answer 1

原因是 GenericTraversableTemplate 特征中的 CC 参数。与具有类型 * (发音为“type”)的普通类型参数不同，此参数具有类型 * => * (发音为“type to type”)。为了理解这意味着什么，您首先需要了解一些有关类型的背景知识。

考虑以下代码片段:

val a: Int = 42

在这里我们看到42，这是一个值。值具有内在类型。在本例中，我们的值为 42，类型为 Int。类型类似于包含许多值的类别。它说明了变量a可能的值。例如，我们知道 a 不能包含值 "foobar"，因为该值的类型为 String。因此，值有点像第一级抽象，而类型则比值高一级。

所以问题是:是什么阻止我们更进一步？如果值可以有类型，为什么类型上面不能有“东西”？这个“东西”被称为种类。种类之于类型就像类型之于值一样，通用类别限制了可以描述的类型。

让我们看一些具体的例子:

type String
type Int
type List[Int]

这些是类型，并且它们都有类型*。这是最常见的类型(这就是我们称之为“类型”的原因)。实际上，大多数类型都有这种类型。然而，有些则不然:

type List     // note: compile error

这里我们有类型构造函数List，但是这次我们“忘记”指定它的类型参数。事实证明，这实际上是一种类型，但却是另一种类型。具体来说，* => *。正如该符号所暗示的那样，这种类型描述了一种类型，该类型采用另一种类型 * 作为参数，从而生成一种新的类型 * 作为结果。我们可以在第一个示例中看到这一点，其中我们将 Int 类型(其类型为 *)传递给 List 类型构造函数(其类型为 *) kind * => *)，生成类型 List[Int](具有 kind *)。

回到GenericTraversableTemplate，让我们再看一下声明:

trait GenericTraversableTemplate[+A, +CC[X] <: Traversable[X]]

请注意，CC 类型参数如何采用自己的参数，但该参数未由声明中的任何其他类型参数定义？这是 Scala 相当笨拙的方式，表示 CC 必须是 * => * 类型(就像 a 必须是 类型一样) Int 在我们前面的例子中)。 “普通”类型参数(例如 A)始终为 * 类型。通过强制 CC 为 * => * 类型，我们有效地告诉编译器，可以替换此参数的唯一有效类型本身必须是类型* => *。因此:

type GenericTraversableTemplate[String, List]        // valid!
type GenericTraversableTemplate[String, List[Int]]   // invalid!

请记住，List 属于 * => * 类型(正是我们 CC 所需要的)，但是 List[Int ] 具有类型 *，因此编译器会拒绝它。

郑重声明，GenericTraversableTemplate 本身有一种类型，具体为:(* x (* => *)) => *。这意味着 GenericTraversableTemplate 是一种采用两种类型作为参数的类型 - 一种是 * 类型，另一种是 * => * 类型 - - 并生成 * 类型作为结果。在上面的示例中，GenericTraversableTemplate[String, List] 就是这样一种结果类型，正如我们计算的那样，它属于 * 类型(它不带任何参数)。