Scala 在哪里寻找隐式？

Question

对于 Scala 新手来说，一个隐式问题似乎是：编译器在哪里寻找隐式？我的意思是隐含的，因为这个问题似乎从未完全形成，就好像没有任何词语可以表达它一样。 :-) 例如，下面的 integral 值从何而来？

scala> import scala.math._
import scala.math._

scala> def foo[T](t: T)(implicit integral: Integral[T]) {println(integral)}
foo: [T](t: T)(implicit integral: scala.math.Integral[T])Unit

scala> foo(0)
scala.math.Numeric$IntIsIntegral$@3dbea611

scala> foo(0L)
scala.math.Numeric$LongIsIntegral$@48c610af

对于那些决定了解第一个问题答案的人来说，另一个问题是，在某些明显不明确的情况下（但无论如何都会编译），编译器如何选择使用哪个隐式？

例如，scala.Predef 定义了从 String 的两种转换：一种到 WrappedString，另一种到 StringOps。然而，这两个类共享很多方法，那么为什么 Scala 在调用 map 时不抱怨歧义呢？

注意：这个问题的灵感来自另一个问题< /a>，希望以更一般的方式陈述问题。该示例是从那里复制的，因为答案中提到了它。

Answer 1

隐式类型

Scala 中的隐式指的是可以“自动”传递的值，或者是自动进行的从一种类型到另一种类型的转换。

隐式转换

非常简单地谈论后一种类型，如果有人在类 C 的对象 o 上调用方法 m，并且该类执行以下操作：不支持方法 m，那么 Scala 将寻找从 C 到支持支持 m 的隐式转换。一个简单的例子是 String 上的 map 方法：

"abc".map(_.toInt)

String 不支持 map 方法，但是 >StringOps 确实如此，并且可以从 String 到 StringOps 进行隐式转换（请参阅 Predef< 上的implicit def AugmentString） /代码>）。

隐式参数

另一种隐式参数是隐式参数。这些参数像任何其他参数一样传递给方法调用，但编译器会尝试自动填充它们。如果做不到，就会抱怨。 可以显式传递这些参数，例如，这就是使用 breakOut 的方式（请参阅有关 breakOut 的问题，在您心情不好的一天来挑战）。

在这种情况下，必须声明对隐式的需要，例如 foo 方法声明：

def foo[T](t: T)(implicit integral: Integral[T]) {println(integral)}

View Bounds

有一种情况，隐式既是隐式转换又是隐式参数。例如：

def getIndex[T, CC](seq: CC, value: T)(implicit conv: CC => Seq[T]) = seq.indexOf(value)

getIndex("abc", 'a')

方法 getIndex 可以接收任何对象，只要存在从其类到 Seq[T] 的隐式转换。因此，我可以将 String 传递给 getIndex，并且它会起作用。

在幕后，编译器将 seq.IndexOf(value) 更改为 conv(seq).indexOf(value)。

这非常有用，以至于有语法糖可以编写它们。使用此语法糖，getIndex 可以这样定义：

def getIndex[T, CC <% Seq[T]](seq: CC, value: T) = seq.indexOf(value)

此语法糖被描述为视图边界，类似于上限（< code>CC <: Seq[Int]）或下限（T >: Null）。

上下文边界

隐式参数中的另一个常见模式是类型类模式。此模式可以为未声明公共接口的类提供公共接口。它既可以充当桥梁模式（实现关注点分离），也可以充当适配器模式。

您提到的 Integral 类是类型类模式的经典示例。 Scala 标准库的另一个例子是Ordering。有一个库大量使用了这种模式，称为 Scalaz。

这是它的使用示例：

def sum[T](list: List[T])(implicit integral: Integral[T]): T = {
    import integral._   // get the implicits in question into scope
    list.foldLeft(integral.zero)(_ + _)
}

它还有一个语法糖，称为“上下文绑定”，由于需要引用隐式内容，因此它的用处不大。该方法的直接转换如下所示：

def sum[T : Integral](list: List[T]): T = {
    val integral = implicitly[Integral[T]]
    import integral._   // get the implicits in question into scope
    list.foldLeft(integral.zero)(_ + _)
}

当您只需将上下文边界传递给使用它们的其他方法时，上下文边界会更有用。例如，Seq 上的sorted 方法需要隐式Ordering。要创建方法 reverseSort，可以这样写：

def reverseSort[T : Ordering](seq: Seq[T]) = seq.sorted.reverse

因为 Ordering[T] 已隐式传递给 reverseSort，因此它可以将其隐式传递给 <代码>排序。

隐式从哪里来？

当编译器发现需要隐式参数时，无论是因为您正在调用对象的类中不存在的方法，还是因为您正在调用需要隐式参数的方法，它将搜索适合需要的隐式参数。

此搜索遵循某些规则，这些规则定义了哪些隐式可见，哪些不可见。下表显示了编译器将在何处搜索隐式内容，取自关于隐式内容的精彩 演示（时间戳 20:20）作者是 Josh Suereth，我衷心向所有想要提高 Scala 知识的人推荐这本书。从那时起，它就得到了反馈和更新的补充。

下面第 1 项下可用的隐式优先于第 2 项下的隐式。除此之外，如果有多个符合隐式参数类型的参数，则将使用静态重载解析规则选择一个最具体的参数（请参阅 Scala规范第 §6.26.3)。更详细的信息可以在我在本答案末尾链接到的问题中找到。

1. 首先查看当前范围
   • 当前范围内定义的隐式
   • 显式导入
   • 通配符导入
   • 其他文件中的相同范围
2. 现在查看中的关联类型
   • 某个类型的伴生对象
   • 参数类型的隐式作用域(2.9.1)
   • 类型参数的隐式作用域(2.8.0)
   • 嵌套类型的外部对象
   • 其他尺寸

让我们给出一些它们的示例：

当前范围中的隐式定义

implicit val n: Int = 5
def add(x: Int)(implicit y: Int) = x + y
add(5) // takes n from the current scope

显式导入

import scala.collection.JavaConversions.mapAsScalaMap
def env = System.getenv() // Java map
val term = env("TERM")    // implicit conversion from Java Map to Scala Map

通配符导入

def sum[T : Integral](list: List[T]): T = {
    val integral = implicitly[Integral[T]]
    import integral._   // get the implicits in question into scope
    list.foldLeft(integral.zero)(_ + _)
}

其他文件中的相同范围

编辑：这似乎没有不同的优先级。如果您有一些演示优先级区别的示例，请发表评论。否则，不要依赖这个。

这与第一个示例类似，但假设隐式定义与其用法位于不同的文件中。另请参阅如何使用包对象来引入隐式。

类型的伴生对象

这里有两个值得注意的伴生对象。首先，研究“源”类型的对象伴生体。例如，在对象 Option 内部有一个到 Iterable 的隐式转换，因此可以在 Option 上调用 Iterable 方法>，或将 Option 传递给需要 Iterable 的对象。例如：

for {
    x <- List(1, 2, 3)
    y <- Some('x')
} yield (x, y)

该表达式由编译器翻译为

List(1, 2, 3).flatMap(x => Some('x').map(y => (x, y)))

然而，List.flatMap 需要一个 TraversableOnce，而 Option 则不是。然后，编译器查看 Option 的对象伴生对象并找到到 Iterable 的转换，即 TraversableOnce，从而使该表达式正确。

其次，预期类型的​​伴生对象：

List(1, 2, 3).sorted

sorted 方法采用隐式Ordering。在本例中，它会查找与 Ordering 类相伴的对象 Ordering 内部，并在那里找到隐式 Ordering[Int]。

请注意，还会研究超类的伴生对象。例如：顺便说一句，

class A(val n: Int)
object A { 
    implicit def str(a: A) = "A: %d" format a.n
}
class B(val x: Int, y: Int) extends A(y)
val b = new B(5, 2)
val s: String = b  // s == "A: 2"

这就是 Scala 在您的问题中找到隐式 Numeric[Int] 和 Numeric[Long] 的方式，因为它们是在 Numeric 中找到的，而不是整体。

参数类型的隐式作用域

如果您有一个参数类型为 A 的方法，则还将考虑类型 A 的隐式作用域。我所说的“隐式作用域”是指所有这些规则都将递归应用——例如，将根据上面的规则搜索 A 的伴生对象以查找隐式。

请注意，这并不意味着将在 A 的隐式作用域中搜索该参数的转换，而是搜索整个表达式的转换。例如：

class A(val n: Int) {
  def +(other: A) = new A(n + other.n)
}
object A {
  implicit def fromInt(n: Int) = new A(n)
}

// This becomes possible:
1 + new A(1)
// because it is converted into this:
A.fromInt(1) + new A(1)

自 Scala 2.9.1 起可用。

类型参数的隐式作用域

这是使类型类模式真正发挥作用所必需的。例如，考虑一下Ordering：它的伴生对象中带有一些隐式内容，但您无法向其中添加内容。那么如何为您自己的类创建一个自动找到的Ordering呢？

让我们从实现开始：

class A(val n: Int)
object A {
    implicit val ord = new Ordering[A] {
        def compare(x: A, y: A) = implicitly[Ordering[Int]].compare(x.n, y.n)
    }
}

因此，考虑调用时会发生什么

List(new A(5), new A(2)).sorted

正如我们所见，方法 sorted 需要一个 Ordering[A] （实际上，它需要一个 排序[B]，其中B >：A）。 Ordering 中没有任何这样的东西，并且没有可供查看的“源”类型。显然，它在 A 中找到它，它是 Ordering 的类型参数。

这也是各种需要 CanBuildFrom 的集合方法的工作方式：在 CanBuildFrom 的类型参数的伴生对象中找到隐式。

注意：Ordering 定义为trait Ordering[T]，其中T 是类型参数。之前，我说过 Scala 查看类型参数的内部，这没有多大意义。上面查找的隐式是 Ordering[A]，其中 A 是实际类型，而不是类型参数：它是 类型参数代码>排序。请参阅 Scala 规范第 7.2 节。

自 Scala 2.8.0 起可用。

嵌套类型的外部对象

我实际上还没有看到过这样的示例。如果有人可以分享一个，我将不胜感激。原理很简单：

class A(val n: Int) {
  class B(val m: Int) { require(m < n) }
}
object A {
  implicit def bToString(b: A#B) = "B: %d" format b.m
}
val a = new A(5)
val b = new a.B(3)
val s: String = b  // s == "B: 3"

其他维度

我很确定这是一个笑话，但这个答案可能不是最新的。因此，不要将此问题视为正在发生的事情的最终仲裁者，如果您确实注意到它已经过时，请通知我，以便我可以修复它。

编辑

感兴趣的相关问题：

• 上下文和视图边界
• 链接隐式
• Scala：隐式参数解析优先级

Answer 2

我想找出隐式参数解析的优先级，而不仅仅是它寻找的位置，所以我写了一篇博客文章 重新审视没有进口税的隐式参数（以及再次隐式参数优先级 经过一些反馈）。

列表如下：

• 1) 通过本地声明、导入、外部作用域、继承、无需前缀即可访问的包对象对当前调用作用域可见的隐式。
• 2）隐式作用域，它包含与我们搜索的隐式类型有某种关系的各种伴生对象和包对象（即类型的包对象，类型本身的伴生对象，它的类型构造函数（如果有）、它的参数（如果有）以及它的超类型和超特征）。

如果在任一阶段我们发现多个隐式静态重载规则用于解决它。