Question

如何在Scala中编写一组自定义整数？具体来说，我想要一个具有以下属性的类：

这是不可改变的。
它扩展了Set特征。
所有收集操作都会根据需要返回此类型的另一个对象。
它的构造函数中包含一个变量的整数参数列表。
其字符串表示形式是以逗号分隔的大括号列出的元素列表。
它定义了一个方法mean，它返回元素的平均值。

例如：

CustomIntSet(1,2,3) & CustomIntSet(2,3,4) // returns CustomIntSet(2, 3)
CustomIntSet(1,2,3).toString // returns {1, 2, 3}
CustomIntSet(2,3).mean // returns 2.5

（1）和（2）确保此对象以正确的Scala方式执行操作。（3）要求正确编写构建器代码。（4）确保构造函数可以定制。（5）是如何覆盖现有toString实现的示例。（6）是如何添加新功能的示例。

这应该使用最少的源代码和样板来完成，尽可能利用Scala语言中已有的功能。

我已经要求couple questions了解任务的各个方面，但我认为这个涵盖了整个问题。到目前为止，我得到的最好的response是使用SetProxy，这是有帮助的但是上面的失败（3）。我在第二版 Scala编程中广泛研究了“Scala集合的体系结构”一章，并参考了各种在线示例，但仍然感到沮丧。

我这样做的目的是写一篇博文，比较Scala和Java解决这个问题的方式的设计权衡，但在我这样做之前，我必须实际编写Scala代码。我认为这不会那么困难，但它一直都是，而且我承认失败了。

经过几天的讨论后，我提出了以下解决方案。

package example

import scala.collection.{SetLike, mutable}
import scala.collection.immutable.HashSet
import scala.collection.generic.CanBuildFrom

case class CustomSet(self: Set[Int] = new HashSet[Int].empty) extends Set[Int] with SetLike[Int, CustomSet] {
  lazy val mean: Float = sum / size

  override def toString() = mkString("{", ",", "}")

  protected[this] override def newBuilder = CustomSet.newBuilder

  override def empty = CustomSet.empty

  def contains(elem: Int) = self.contains(elem)

  def +(elem: Int) = CustomSet(self + elem)

  def -(elem: Int) = CustomSet(self - elem)

  def iterator = self.iterator
}

object CustomSet {
  def apply(values: Int*): CustomSet = new CustomSet ++ values

  def empty = new CustomSet

  def newBuilder: mutable.Builder[Int, CustomSet] = new mutable.SetBuilder[Int, CustomSet](empty)

  implicit def canBuildFrom: CanBuildFrom[CustomSet, Int, CustomSet] = new CanBuildFrom[CustomSet, Int, CustomSet] {
    def apply(from: CustomSet) = newBuilder

    def apply() = newBuilder
  }

  def main(args: Array[String]) {
    val s = CustomSet(2, 3, 5, 7) & CustomSet(5, 7, 11, 13)
    println(s + " has mean " + s.mean)
  }
}

这似乎符合上述所有标准，但它有很多样板。我发现以下Java版本更容易理解。

import java.util.Collections;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;

public class CustomSet extends HashSet<Integer> {
    public CustomSet(Integer... elements) {
        Collections.addAll(this, elements);
    }

    public float mean() {
        int s = 0;
        for (int i : this)
            s += i;
        return (float) s / size();
    }

    @Override
    public String toString() {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (Iterator<Integer> i = iterator(); i.hasNext(); ) {
            sb.append(i.next());
            if (i.hasNext())
                sb.append(", ");
        }
        return "{" + sb + "}";
    }

    public static void main(String[] args) {
        CustomSet s1 = new CustomSet(2, 3, 5, 7, 11);
        CustomSet s2 = new CustomSet(5, 7, 11, 13, 17);

        s1.retainAll(s2);

        System.out.println("The intersection " + s1 + " has mean " + s1.mean());
    }
}

这很糟糕，因为Scala的一个卖点是它比Java更简洁干净。

Scala版本中有很多不透明的代码。 SetLike，newBuilder和canBuildFrom都是语言样板：它们与使用花括号编写集合或采用均值无关。我几乎可以接受它们作为你为Scala的不可变集合类库付出的代价（暂时接受不可变性作为不合格的商品），但仍然留下contains，+，-和iterator只是样板直通代码。它们至少和getter和setter函数一样难看。

似乎Scala应该提供一种不写Set接口样板的方法，但我无法弄明白。我尝试使用SetProxy并扩展具体的HashSet类而不是抽象的Set，但这两个都给出了令人困惑的编译器错误。

有没有办法在没有contains，+，-和iterator定义的情况下编写此代码，或者我能做的最好？< / p>

按照下面axel22的建议，我写了一个简单的实现，利用了非常有用的，如果不幸的是pimp我的库模式。

package example

class CustomSet(s: Set[Int]) {
  lazy val mean: Float = s.sum / s.size
}

object CustomSet {
  implicit def setToCustomSet(s: Set[Int]) = new CustomSet(s)
}

使用此功能，您只需实例化Set而不是CustomSet，然后根据需要进行隐式转换以获取均值。

scala> (Set(1,2,3) & Set(2,3,5)).mean
res4: Float = 2.0

这满足了我原来的愿望清单的大部分内容，但仍未通过第（5）项。

在下面的评论中说axel22的内容是我问这个问题的核心原因。

至于继承，不可变（集合）类并不容易继承一般...

这符合我的经验，但从语言设计的角度来看，这里似乎有些不对劲。 Scala是一种面向对象的语言。（当我看到Martin Odersky去年发表演讲时，他强调了Haskell的卖点。）不变性是明确优先的操作模式。 Scala的集合类被吹捧为其对象库的皇冠上的明珠。然而，当你想扩展一个不可变的集合类时，你会遇到所有这些非正式的传说，“不要那样做”或“不要尝试它，除非你真的知道你是什么“干嘛。”通常，课程的目的是使它们易于扩展。（毕竟，集合类没有标记为final。）我正在尝试确定这是Scala中的设计缺陷还是我没有看到的设计权衡。

Answer 1

除了您可以使用隐式类和值类添加的mean作为扩展方法之外，您列出的所有属性都应该由标准库中的immutable.BitSet类支持。也许您可以在该实现中找到一些提示，尤其是出于效率目的。

你编写了很多代码来实现上面的委托，但你可以使用类继承来实现类似的东西 - 请注意，编写自定义集的委托版本在Java中也需要更多的样板。

也许宏将来允许你编写自动生成委托样板的代码 - 在那之前，有一个旧的AutoProxy编译器插件。

你如何在Scala中扩展一组整数？

1 个答案: