Question

我正在学习Scala作为个人项目，因为我厌倦了Java的冗长。我喜欢我所看到的很多东西，但想知道是否有办法有效在方法上实现一些简单的合同。我不是（必然）在完整的DbC之后，但有办法： -

表示参数或类字段是必需的，即不能为空。 Option事件似乎干净地表明是否存在OPTIONAL值，但我想指定类不变量（x是必需的），并且还要简洁地指定需要参数。我知道我可以做“if's”抛出某种异常，但我想要一个非常常见的用例语言功能。我喜欢我的界面，我不喜欢防御性编程。
是否可以定义简洁有效（运行时性能）范围类型，例如“NonNegativeInt” - 我想说参数是> = 0.或者在一个范围内。 PASCAL有这些类型，我发现它们非常适合传达意图。这是C，C ++，Java等的一大缺点。当我说简洁时，我的意思是我想要像普通的int一样容易地声明这种类型的变量，而不是每个都是新的和堆上的每个实例。

Answer 1

对于第（1）点，Option确实应该足够了。这是因为虽然scala支持null值，但它主要是为了与Java兼容。 Scala代码不应该包含null，值，它应该被限制在非常本地化的位置，并尽快转换为选项（好的scala代码永远不会让null值传播）。因此，在惯用scala中，如果某个字段或参数不类型为Option，这实际上意味着它是必需的。

现在，还有（实验性的，据我所知，从未完全支持）NotNull特性。见How does the NotNull trait work in 2.8 and does anyone actually use it?

对于第（2）点，scala 2.10引入了value classes。有了它们，你可以定义你自己的包装Int而没有运行时开销的类，并根据你的需要实现它的运算符。您将进行运行时检查的唯一地方是从正常Int转换为NonNegativeInt（如果int为负，则抛出异常）。请注意，每次创建新NonNegativeInt时都会执行此检查，这也意味着每次执行操作时都会产生非空运行时影响。但Pascal处于相同的情况（范围检查是在运行时在Pascal中执行的）所以我猜你对此没问题。

更新：以下是NonNegativeInt的示例实现（此处已重命名为UInt）：

object UInt {
  def apply( i: Int ): UInt = {
    require( i >= 0 )
    new UInt( i )
  }
}
class UInt private ( val i: Int ) extends AnyVal {
  override def toString = i.toString
  def +( other: UInt ) = UInt( i + other.i)
  def -( other: UInt ) = UInt( i - other.i)
  def *( other: UInt ) = UInt( i * other.i)
  def /( other: UInt ) = UInt( i / other.i)
  def <( other: UInt ) = i < other.i
  // ... and so on
}

以及REPL中的一些示例用法：

scala> UInt(123)
res40: UInt = 123

scala> UInt(123) * UInt(2)
res41: UInt = 246

scala> UInt(5) - UInt(8)
java.lang.IllegalArgumentException: requirement failed
        at scala.Predef$.require(Predef.scala:221)
        at UInt$.apply(<console>:15)
        ...

Answer 2

你说的null是什么？

说真的，在您系统的边界处设置null，它会与您未编写的代码接触。在该边界处，您确保所有可以为空的值都转换为Option。

同样，不要使用例外。和null一样，在门口禁止他们。将它们变为Either或使用ScalaZ Validation。

对于依赖类型（类型与特定值或自然数值的子集相互作用或依赖于它们），它的工作量更大。但是，Spire具有Natural类型。它可能不是你想要的，因为它是任意精度，但它确实强加了自然数的非负面方面。

<强>附录

Scala标准库本身以Option factroy的形式轻松地从可空值转换为Option。即：

scala>     val s1 = "Stringy goodness"
s1: String = Stringy goodness

scala>     val s2: String = null
s2: String = null

scala>     val os1 = Option(s1)
os1: Option[String] = Some(Stringy goodness)

scala>     val os2 = Option(s2)
os2: Option[String] = None

Answer 3

Scala标准库内置了以下类型的断言机制：assert，assume，required和ensuring方法。后两者特别允许您以“按合同设计”样式编写前置条件和后置条件。自然数除法的简单示例：

def divide(x: Int, y: Int): Int = {
  require(x > y, s"$x > $y")
  require(y > 0, s"$y > 0")

  x / y
} ensuring (_ * y == x)

如果未满足要求，则require调用将引发IllegalArgumentException，并显示插值字符串作为异常的消息。如果给定条件不成立，ensuring调用将引发异常。

更多详细信息，请访问：https://madusudanan.com/blog/scala-tutorials-part-29-design-by-contract/

还有一个工具可以对以以下样式编写的Scala子集进行形式验证：https://github.com/epfl-lara/stainless

Scala - 合同简单设计

3 个答案: