Question

我正在阅读示例书中的Scala，几乎每个例子都有以下结构：

abstract class Stack[A] {
  def push(x: A): Stack[A] = new NonEmptyStack[A](x, this)
  def isEmpty: Boolean
  def top: A
  def pop: Stack[A]
}
class EmptyStack[A] extends Stack[A] {
  def isEmpty = true
  def top = error("EmptyStack.top")
  def pop = error("EmptyStack.pop")
}
class NonEmptyStack[A](elem: A, rest: Stack[A]) extends Stack[A] {
  def isEmpty = false
  def top = elem
  def pop = rest
}

我有以下两个相互关联的问题： 1）将空元素和非空元素表示为单独的类是一种常见的Scala实践吗？如果是，那为什么呢？ 2）为什么孩子们在可能的情况下都实现了同样的愚蠢方法'isEmpty'，对我来说，在父母班级中这样做更明智？

我想知道这里涉及的最深刻的哲学。

Answer 1

1）是的，对于空容器和非空容器都有单独的类，这通常称为代数数据结构，但通常不那么明显。例如，Scala的List有两个类，Nil表示一个空列表，::包含一个元素和另一个列表。所以

List(1,2,3)

虽然通常由List[T]特征引用，但实际上是:: [B] (hd: B, tl: List[B])的实例，如下所示：

::(1, ::(2, ::(3, Nil)))

2）如果您注意到，每个类必须实现isEmpty方法，每个子类的值都不同。它只是保存一些计算来确定Stack的实例是否为空，因为每个子类型在编译时都已知道这一点。

Answer 2

1）是的，这是Scala表达代数数据类型或区分联合的方式，在函数式编程语言中很常见。这里的替代方案是只有一个带有可选数据成员的类（使用Option，它还有一个空子类和一个非空子类，或者使用null）。这迫使你的所有方法必须检查对象是否实际上有数据，使它们更复杂;使用子类具有系统的虚拟方法调度（无论如何它将执行此操作）为您执行此检查。它还强制存在的数据一致; Stack有elem和rest（NonEmptyStack），或者没有（EmptyStack）。它不可能有一个而不是另一个（假设没有人故意使用NonEmptyStack null，这在Scala非常罕见）。

数据类型的一般模式是几种情况之一，每种情况都附有不同的数据，可广泛应用。其中一个案例包含 no 数据只是这种一般模式的一个简单案例。作为一名Scala程序员，使用这种通用模式对您来说很熟悉，因此将其应用于简单案例似乎也很自然。

2）你会注意到每个子类中的所有方法会立即返回一个值，没有进一步的计算（除了错误情况，它会立即抛出异常而不进行进一步的计算）。这使得它们非常明显且易于理解，只要您习惯于考虑虚拟方法调度。

此外，它使它们非常有效;确定每个方法应该返回什么所需的唯一计算是虚拟方法调度，无论如何系统将为您执行此操作。要在父类中实现isEmpty，您必须添加某种形式的实例检查和分支;无论如何，这实际上只是系统虚拟方法调度的手动形式！

此外，我认为最重要的是，子级实现更易于维护。假设您添加了另一种特殊类型的非空堆栈（可能您有大量1个元素的堆栈，并且不希望浪费空间存储对空堆栈的额外引用，或者某些东西）。如果您在父级中有分支以返回不同子类的不同答案，则必须更新每个子类以考虑新的子类。 如果你不这样做，编译器可能不会注意到。如果你已经在子类中实现了每个子类特定的行为，那么你只需在新的子类中实现这些方法。

Answer 3

它看起来类似于List的实现。我只是在这里猜测，但这个例子可能会在本书的后续章节中继续进行，其中解释了模式匹配，因此实现将以case关键字为前缀，以便您可以在Stack上进行匹配s，因为您可以List方式在case head :: tail =>上匹配。

Answer 4

那么，如果没有“空”子类，你会如何建议写这个？尝试写它（并记住你不能使用可变状态），你会发现它很难。我所知道的唯一方法需要私有构造函数。

阅读Scala在例子中，试图理解这些例子背后的哲学

4 个答案: