Clojure 协议与 Scala 结构类型

Question

观看对 Rich Hickey 的采访后 Clojure 1.2 中的协议，并且对 Clojure 知之甚少，我对 Clojure 协议有一些疑问：

• 它们是否打算做与 Scala 中的结构类型？与结构类型相比，协议有哪些优势（性能、灵活性、代码清晰度等）？它们是通过反思来实现的吗？
• 关于与 Scala 的互操作性问题：Scala 中可以使用协议代替结构类型吗？它们可以在 Scala 中扩展（如果“扩展”术语可以应用于协议）吗？

Answer 1

完全不相关。

Scala 是一种静态类型语言。 Clojure 是一种动态类型语言。这种差异从根本上塑造了两者。

结构类型是静态类型，句号。它们只是让编译器静态证明对象将具有特定结构的一种方法（我在这里说证明，但强制转换一如既往会导致虚假证明）。

Clojure 中的协议是一种创建动态调度的方法，它比反射或在映射中查找内容要快得多。从语义意义上来说，它们并没有真正扩展 Clojure 的功能，但在操作上它们比以前使用的机制要快得多。

Scala 特性更接近协议，Java 接口也是如此，但同样存在静态与动态问题。 Scala 特征必须在编译时与类关联，类似于 Java 接口。 Clojure 协议甚至可以由第三方在运行时添加到数据类型中。

像 Clojure 协议这样的东西在 Java 和 Scala 中可以通过包装器/代理模式或动态代理（ http://download.oracle.com/javase/1.4.2/docs/guide/reflection/proxy.html ）。但这些会比 Clojure 协议笨拙得多，而且正确获取对象标识也很棘手。

Answer 2

Clojure 中协议的目的是有效地解决表达式问题。

[请参阅：clojure 协议的简单说明。]

Scala 对表达式问题的解决方案是隐式的。因此，从语义上来说，that 与 Scala 中的 Clojure 协议最接近。 （在 Haskell 中，它是类型类或者类型族。）

Answer 3

正如我从这篇介绍性博文中了解到的，闭包协议更接近 Scala Traits，而不是结构类型（因此不能用作它们的替代品，回答我的第二个问题）：

/* ----------------------- */
/* --- Protocol definition */
/* ----------------------- */

(defprotocol Fly
  "A simple protocol for flying"
  (fly [this] "Method to fly"))

/* --- In Scala */    
trait Fly{
    def fly: String
}

/* --------------------------- */
/* --- Protocol implementation */
/* --------------------------- */

(defrecord Bird [nom species]
  Fly
  (fly [this] (str (:nom this) " flies..."))

/* --- In Scala */    
case class Bird(nom: String, species: String) extends Fly{
    def fly = "%s flies..." format(nom)
}

/* --------------------- */
/* --- Dynamic extension */
/* --------------------- */

(defprotocol Walk
  "A simple protocol to make birds walk"
  (walk [this] "Birds want to walk too!"))

(extend-type Bird
  Walk
  (walk [this] (str (:nom this) " walks too..."))

/* --- In Scala */    
trait Walk{
    def walk = "Birds want to walk too!"
}

implicit def WalkingBird(bird: Bird) = new Walk{
    override def walk = "%s walks too..." format(bird.nom)
}

/* --------------- */
/* --- Reification */
/* --------------- */

(def pig (reify
                Fly (fly [_] "Swine flu...")
                Walk (walk [_] "Pig-man walking...")))

/* --- In Scala */    
object pig extends Fly with Walk{
    def fly = "Swine flu..."
    override def walk = "Pig-man walking..."
}

Answer 4

其他答案更好地说明了您问题的其他部分，但是：

它们是通过以下方式实现的吗？
反思？

否 - 协议被编译为 JVM 接口。实现协议的东西（reify、defrecord 等）被编译为实现协议接口的 JVM 类，因此对协议函数的调用在底层与标准 JVM 方法调用相同。

这实际上是协议的动机之一——出于速度原因，Clojure 的许多内部数据结构都是用 Java 编写的，因为没有办法在纯 Clojure 中进行全速多态调度。协议提供了这一点。 Clojure 的源代码中仍然包含大量 Java，但现在所有这些都可以在 Clojure 中重写，而不会损失性能。