11、scala类型参数

一、类型参数1

1、介绍

类型参数是什么？类型参数其实就类似于Java中的泛型。先说说Java中的泛型是什么，比如我们有List a = new ArrayList（），接着a.add（1），没问题，a.add（"2"），
然后我们a.get（1）== 2，对不对？肯定不对了，a.get（1）获取的其实是个String一"2"，String---"2"怎么可能与一个Integer类型的2相等呢？

所以Java中提出了泛型的概念，其实也就是类型参数的概念，此时可以用泛型创建List，List a = new ArrayList[Integer]（），那么，此时a.add（1）没问题，
而a.add（"2"）呢？就不行了，因为泛型会限制，只能往集合中添加Integer类型，这样就避免了上述的问题。

那么Scala的类型参数是什么？其实意思与Java的泛型是一样的，也是定义-种类型参数，比如在集合，在类，在函数中，定义类型参数，然后就可以保证使用到该类型
参数的地方，就肯定，也只能是这种类型。从而实现程序更好的健壮性。

此外，类型参数是Spark源码中非常常见的，因此同样必须掌握，才能看懂spark源码。

2、泛型类

// 泛型类，顾名思义，其实就是在类的声明中，定义一些泛型类型，然后在类内部，比如field或者method，就可以使用这些泛型类型。
// 使用泛型类，通常是需要对类中的某些成员，比如某些field和method中的参数或变量，进行统一的类型限制，这样可以保证程序更好的健壮性和稳定性。
// 如果不使用泛型进行统一的类型限制，那么在后期程序运行过程中，难免会出现问题，比如传入了不希望的类型，导致程序出问题。
// 在使用类的时候，比如创建类的对象，将类型参数替换为实际的类型，即可。
// Scala自动推断泛型类型特性：直接给使用了泛型类型的field赋值时，Scala会自动进行类型推断。

案例：新生报到，每个学生来自不同的地方，id可能是Int，可能是String
scala> :paste
// Entering paste mode (ctrl-D to finish)

class Student[T](val localld: T) {
  def getSchool(hukouId: T) = "S-" + hukouId + "-" + localld
}

// Exiting paste mode, now interpreting.

defined class Student

scala> val leo = new Student[Int](111)        #已经定义为Int类型
leo: Student[Int] = Student@5680a178

scala> leo.getSchool("222")            #字符串不行
<console>:13: error: type mismatch;
 found   : String("222")
 required: Int
       leo.getSchool("222")
                     ^

scala> leo.getSchool(222)
res1: String = S-222-111

scala> val jack = new Student[String]("aaa")
jack: Student[String] = Student@10bdf5e5

scala> jack.getSchool(444)
<console>:13: error: type mismatch;
 found   : Int(444)
 required: String
       jack.getSchool(444)
                      ^

scala> jack.getSchool("444")
res3: String = S-444-aaa

3、泛型函数

// 泛型函数，与泛型类类似，可以给某个函数在声明时指定泛型类型，然后在函数体内，多个变量或者返回值之间，就可以使用泛型类型进行声明，从而对某个特殊的
变量，或者多个变量，进行强制性的类型限制。
// 与泛型类一样，你可以通过给使用了泛型类型的变量传递值来让Scala自动推断泛型的实际类型，也可以在调用函数时，手动指定泛型类型。

案例：卡片售卖机，可以指定卡片的内容，内容可以是String类型或Int类型
scala> :paste
// Entering paste mode (ctrl-D to finish)

def getCard[T](content: T) = {
  if (content.isInstanceOf[Int]) "int card: " + content
  else if (content.isInstanceOf[String]) "string card: " + content
  else "card: " + content
}

// Exiting paste mode, now interpreting.

getCard: [T](content: T)String

scala> getCard[Int](100)
res4: String = int card: 100

scala> getCard(100)
res5: String = int card: 100

scala> getCard("100")
res6: String = string card: 100

4、上边界Bounds

// 在指定泛型类型的时候，有时，我们需要对泛型类型的范围进行界定，而不是可以是任意的类型。比如，我们可能要求某个泛型类型，它就必须是某个类的子类，
这样在程序中就可以放心地调用泛型类型继承的父类的方法，程序才能正常的使用和运行。此时就可以使用上下边界Bounds的特性。
// Scala的上下边界特性允许泛型类型必须是某个类的子类，或者必须是某个类的父类

案例：在派对上交朋友
scala> :paste
// Entering paste mode (ctrl-D to finish)

class Person(val name: String) {
  def sayHello = println("hello I'm " + name)
  def makeFriends(p: Person) {
    sayHello
    p.sayHello
  }
}

class Student(name: String) extends Person(name)

class Party[T <: Person](p1: T, p2: T) {
  def play = p1.makeFriends(p2)
}

// Exiting paste mode, now interpreting.

defined class Person
defined class Student
defined class Party

scala> class Worker(val name: String)
defined class Worker

scala> val leo = new Student("leo")
leo: Student = Student@4b0b0854

scala> val tom = new Worker("tom")
tom: Worker = Worker@243c4f91

scala> val party = new Party(leo, tom)        #tom是Worker类型
<console>:16: error: inferred type arguments [Object] do not conform to class Party's type parameter bounds [T <: Person]
       val party = new Party(leo, tom)
                   ^
<console>:16: error: type mismatch;
 found   : Student
 required: T
       val party = new Party(leo, tom)
                             ^
<console>:16: error: type mismatch;
 found   : Worker
 required: T
       val party = new Party(leo, tom)
                                  ^

5、下边界Bounds

// 除了指定泛型类型的上边界，还可以指定下边界，即指定泛型类型必须是某个类的父类

案例：领身份证
scala> class Father(val name: String)
defined class Father

scala> class Child(name: String) extends Father(name)
defined class Child

scala> def getLostIDCard[T >: Child](p: T) {
     |   if (p.getClass == classOf[Child]) println("please tell us your parents' names")
     |   else if (p.getClass == classOf[Father]) println("please sign your name to get your child's lost id card.")
     |   else println("sorry, you are not allowed to get this id card.")
     | }
getLostIDCard: [T >: Child](p: T)Unit

scala> class Worker(val name: String)
defined class Worker

scala> val tom = new Worker("tom")
tom: Worker = Worker@45ca843

scala> getLostIDCard(tom)
sorry, you are not allowed to get this id card.

scala> val jack = new Father("jack")
jack: Father = Father@78123e82

scala> val leo = new Child("leo")
leo: Child = Child@58d75e99

scala> getLostIDCard(jack)
please sign your name to get your child's lost id card.

scala> getLostIDCard(leo)
please tell us your parents' names

二、类型参数2

1、View Bounds

// 上下边界Bounds，虽然可以让一种泛型类型，支持有父子关系的多种类型。但是，在某个类与上下边界Bounds指定的父子类型范围内的类都没有任何关系，则默认是
肯定不能接受的。
// 然而，View Bounds作为一种上下边界Bounds的加强版，支持可以对类型进行隐式转换，将指定的类型进行隐式转换后，再判断是否在边界指定的类型范围内

案例：跟小狗交朋友
class Person(val name: String) {
  def sayHello = println("Hello, I'm " + name)
  def makeFriends(p: Person) {
    sayHello
    p.sayHello
  }
}
class Student(name: String) extends Person(name)
class Dog(val name: String) { def sayHello = println("Wang, Wang, I'm " + name) }

implicit def dog2person(dog: Object): Person = if(dog.isInstanceOf[Dog]) {val _dog = dog.asInstanceOf[Dog]; new Person(_dog.name) } else Nil

2、Context Bounds

// Context Bounds是一种特殊的Bounds，它会根据泛型类型的声明，比如“T: 类型”要求必须存在一个类型为“类型[T]”的隐式值。其实个人认为，Context Bounds之所以叫Context，是因为它基于的是一种全局的上下文，需要使用到上下文中的隐式值以及注入。

案例：使用Scala内置的比较器比较大小
scala> :paste
// Entering paste mode (ctrl-D to finish)

class Calculator[T: Ordering] (val number1: T, val number2: T) {
  def max(implicit order: Ordering[T]) = if (order.compare(number1, number2) > 0)
number1 else number2
}

// Exiting paste mode, now interpreting.

defined class Calculator

scala> val cal = new Calculator(1,2)
cal: Calculator[Int] = Calculator@60c6f5b

scala> cal.max
res0: Int = 2

3、Manifest Context Bounds

// 在Scala中，如果要实例化一个泛型数组，就必须使用Manifest Context Bounds。也就是说，如果数组元素类型为T的话，需要为类或者函数定义[T: Manifest]泛型类型，这样才能实例化Array[T]这种泛型数组。

案例：打包饭菜（一种食品打成一包）
scala> class Meat(val name: String)
defined class Meat

scala> class Vegetable(val name: String)
defined class Vegetable

scala> :paste
// Entering paste mode (ctrl-D to finish)

def packageFood[T: Manifest] (foods: T*) = {
  val foodPackage = new Array[T](foods.length)
  for (i <- 0 until foods.length) foodPackage(i) = foods(i)
  foodPackage
}

// Exiting paste mode, now interpreting.

packageFood: [T](foods: T*)(implicit evidence$1: Manifest[T])Array[T]

scala> val gongbaojiding = new Meat("gongbaojiding")
gongbaojiding: Meat = Meat@295cf707

scala> val yuxiangrousi = new Meat("yuxiangrousi")
yuxiangrousi: Meat = Meat@6b58b9e9

scala> val shousiyangpai = new Meat("shousiyangpai")
shousiyangpai: Meat = Meat@125290e5

scala> val meatPackage = packageFood(gongbaojiding, yuxiangrousi, shousiyangpai)
meatPackage: Array[Meat] = Array(Meat@295cf707, Meat@6b58b9e9, Meat@125290e5)

scala> val qingcai = new Vegetable("qingcai")
qingcai: Vegetable = Vegetable@319988b0

scala> val baicai = new Vegetable("baicai")
baicai: Vegetable = Vegetable@78aea4b9

scala> val huanggua = new Vegetable("huanggua")
huanggua: Vegetable = Vegetable@47428937

scala> val vegPackage = packageFood(qingcai, baicai, huanggua)
vegPackage: Array[Vegetable] = Array(Vegetable@319988b0, Vegetable@78aea4b9, Vegetable@47428937)

4、协变和逆变

// Scala的协变和逆变是非常有特色的！完全解决了Java中的泛型的一大缺憾！
// 举例来说，Java中，如果有Professional是Master的子类，那么Card[Professionnal]是不是Card[Master]的子类？答案是：不是。因此对于开发程序造成了很多的麻烦。
// 而Scala中，只要灵活使用协变和逆变，就可以解决Java泛型的问题。

案例：进入会场
scala> class Master
defined class Master

scala> class Professional extends Master
defined class Professional

//大师以及大师级别以下的名片都可以进入会场
scala> class Card[+T] (val name: String)
defined class Card

scala> val leo = new Card[Master]("leo")
leo: Card[Master] = Card@7c28c1

scala> val jack = new Card[Professional]("jack")
jack: Card[Professional] = Card@54da32dc

scala> def enterMeet(card: Card[Master]) {
     |   println("welcome to have this meeting")
     | }
enterMeet: (card: Card[Master])Unit

scala> enterMeet(leo)
welcome to have this meeting

scala> enterMeet(jack)
welcome to have this meeting

//只要专家级别的名片就可以进入会场，如果大师级别的过来了，当然可以了！
scala> class Card[-T](val name: String)
defined class Card

scala> val leo = new Card[Master]("leo")
leo: Card[Master] = Card@15cea7b0

scala> val jack = new Card[Professional]("jack")
jack: Card[Professional] = Card@2a22ad2b

scala> def enterMeet(card: Card[Professional]) {
     |   println("welcome to have this meeting!")
     | }
enterMeet: (card: Card[Professional])Unit

scala> enterMeet(jack)
welcome to have this meeting!

scala> enterMeet(leo)
welcome to have this meeting!

5、Existential Type

// 在Scala里，有一种特殊的类型参数，就是Existential Type，存在性类型。这种类型务必掌握是什么意思，因为在spark源码实在是太常见了！

Array[T] forSome { type T }
Array[_]