Скала: Що таке TypeTag і як ним користуватися?

Все, що я знаю про TypeTags - це те, що вони якось замінили Manifests. Інформація в Інтернеті мізерна і не дає мені добре розуміти цю тему.

Тож я б радий, якби хтось поділився посиланням на корисні матеріали на TypeTags, включаючи приклади та популярні випадки використання. Детальні відповіді та пояснення також вітаються.

A TypeTagвирішує проблему, що типи Scala стираються під час виконання (тип стирання). Якщо ми хочемо робити

class Foo
class Bar extends Foo

def meth[A](xs: List[A]) = xs match {
  case _: List[String] => "list of strings"
  case _: List[Foo] => "list of foos"
}

ми отримаємо попередження:

<console>:23: warning: non-variable type argument String in type pattern List[String]↩
is unchecked since it is eliminated by erasure
         case _: List[String] => "list of strings"
                 ^
<console>:24: warning: non-variable type argument Foo in type pattern List[Foo]↩
is unchecked since it is eliminated by erasure
         case _: List[Foo] => "list of foos"
                 ^

Для вирішення цієї проблеми Маніфести були представлені Scala. Але у них є проблема не в змозі представити безліч корисних типів, таких як типи, що залежать від шляху:

scala> class Foo{class Bar}
defined class Foo

scala> def m(f: Foo)(b: f.Bar)(implicit ev: Manifest[f.Bar]) = ev
warning: there were 2 deprecation warnings; re-run with -deprecation for details
m: (f: Foo)(b: f.Bar)(implicit ev: Manifest[f.Bar])Manifest[f.Bar]

scala> val f1 = new Foo;val b1 = new f1.Bar
f1: Foo = Foo@681e731c
b1: f1.Bar = Foo$Bar@271768ab

scala> val f2 = new Foo;val b2 = new f2.Bar
f2: Foo = Foo@3e50039c
b2: f2.Bar = Foo$Bar@771d16b9

scala> val ev1 = m(f1)(b1)
warning: there were 2 deprecation warnings; re-run with -deprecation for details
ev1: Manifest[f1.Bar] = Foo@681e731c.type#Foo$Bar

scala> val ev2 = m(f2)(b2)
warning: there were 2 deprecation warnings; re-run with -deprecation for details
ev2: Manifest[f2.Bar] = Foo@3e50039c.type#Foo$Bar

scala> ev1 == ev2 // they should be different, thus the result is wrong
res28: Boolean = true

Таким чином, вони замінені TypeTags , які одночасно набагато простіші у використанні та добре інтегровані в новий API Reflection. За допомогою них ми можемо вишукано вирішити проблему, що стосується типів, залежних від шляху:

scala> def m(f: Foo)(b: f.Bar)(implicit ev: TypeTag[f.Bar]) = ev
m: (f: Foo)(b: f.Bar)(implicit ev: reflect.runtime.universe.TypeTag[f.Bar])↩
reflect.runtime.universe.TypeTag[f.Bar]

scala> val ev1 = m(f1)(b1)
ev1: reflect.runtime.universe.TypeTag[f1.Bar] = TypeTag[f1.Bar]

scala> val ev2 = m(f2)(b2)
ev2: reflect.runtime.universe.TypeTag[f2.Bar] = TypeTag[f2.Bar]

scala> ev1 == ev2 // the result is correct, the type tags are different
res30: Boolean = false

scala> ev1.tpe =:= ev2.tpe // this result is correct, too
res31: Boolean = false

Вони також прості у використанні для перевірки параметрів типу:

import scala.reflect.runtime.universe._

def meth[A : TypeTag](xs: List[A]) = typeOf[A] match {
  case t if t =:= typeOf[String] => "list of strings"
  case t if t <:< typeOf[Foo] => "list of foos"
}

scala> meth(List("string"))
res67: String = list of strings

scala> meth(List(new Bar))
res68: String = list of foos

На даний момент вкрай важливо зрозуміти, як використовувати =:=(тип рівності) та <:<(підтип) для перевірки рівності. Ніколи не використовуйте ==або !=, якщо ви абсолютно не знаєте, що ви робите:

scala> typeOf[List[java.lang.String]] =:= typeOf[List[Predef.String]]
res71: Boolean = true

scala> typeOf[List[java.lang.String]] == typeOf[List[Predef.String]]
res72: Boolean = false

Останній перевіряє структурну рівність, що часто не є тим, що слід робити, оскільки це не стосується речей, таких як префікси (як у прикладі).

A TypeTagгенерується повністю компілятором, це означає, що компілятор створює і заповнює a, TypeTagколи викликає метод, який очікує такого TypeTag. Існує три різні форми тегів:

• scala.reflect.ClassTag
• scala.reflect.api.TypeTags # TypeTag
• scala.reflect.api.TypeTags # WeakTypeTag

ClassTagзамінники, ClassManifestтоді як TypeTagце більш-менш заміна Manifest.

Перший дозволяє повністю працювати з загальними масивами:

scala> import scala.reflect._
import scala.reflect._

scala> def createArr[A](seq: A*) = Array[A](seq: _*)
<console>:22: error: No ClassTag available for A
       def createArr[A](seq: A*) = Array[A](seq: _*)
                                           ^

scala> def createArr[A : ClassTag](seq: A*) = Array[A](seq: _*)
createArr: [A](seq: A*)(implicit evidence$1: scala.reflect.ClassTag[A])Array[A]

scala> createArr(1,2,3)
res78: Array[Int] = Array(1, 2, 3)

scala> createArr("a","b","c")
res79: Array[String] = Array(a, b, c)

ClassTag надає лише інформацію, необхідну для створення типів під час виконання (які видаляються):

scala> classTag[Int]
res99: scala.reflect.ClassTag[Int] = ClassTag[int]

scala> classTag[Int].runtimeClass
res100: Class[_] = int

scala> classTag[Int].newArray(3)
res101: Array[Int] = Array(0, 0, 0)

scala> classTag[List[Int]]
res104: scala.reflect.ClassTag[List[Int]] =↩
        ClassTag[class scala.collection.immutable.List]

Як видно вище, їх не хвилює стирання типів, тому, якщо ви хочете використовувати "повні" типи, TypeTagслід використовувати:

scala> typeTag[List[Int]]
res105: reflect.runtime.universe.TypeTag[List[Int]] = TypeTag[scala.List[Int]]

scala> typeTag[List[Int]].tpe
res107: reflect.runtime.universe.Type = scala.List[Int]

scala> typeOf[List[Int]]
res108: reflect.runtime.universe.Type = scala.List[Int]

scala> res107 =:= res108
res109: Boolean = true

Як можна бачити, метод tpeз TypeTagрезультатів в повному обсязі Type, що те ж саме ми отримуємо , коли typeOfназивається. Звичайно, можна використовувати і те, ClassTagі TypeTag:

scala> def m[A : ClassTag : TypeTag] = (classTag[A], typeTag[A])
m: [A](implicit evidence$1: scala.reflect.ClassTag[A],↩
       implicit evidence$2: reflect.runtime.universe.TypeTag[A])↩
      (scala.reflect.ClassTag[A], reflect.runtime.universe.TypeTag[A])

scala> m[List[Int]]
res36: (scala.reflect.ClassTag[List[Int]],↩
        reflect.runtime.universe.TypeTag[List[Int]]) =↩
       (scala.collection.immutable.List,TypeTag[scala.List[Int]])

Питання, що залишилося зараз, у чому сенс WeakTypeTag? Коротше кажучи, TypeTagявляє собою конкретний тип (це означає, що він дозволяє лише повністю інстанціювати типи), тоді як WeakTypeTagпросто дозволяє будь-який тип. Більшу частину часу не цікавить, що саме (які засоби TypeTagслід використовувати), але, наприклад, коли використовуються макроси, які повинні працювати з загальними типами, вони потрібні:

object Macro {
  import language.experimental.macros
  import scala.reflect.macros.Context

  def anymacro[A](expr: A): String = macro __anymacro[A]

  def __anymacro[A : c.WeakTypeTag](c: Context)(expr: c.Expr[A]): c.Expr[A] = {
    // to get a Type for A the c.WeakTypeTag context bound must be added
    val aType = implicitly[c.WeakTypeTag[A]].tpe
    ???
  }
}

Якщо один замінює WeakTypeTagз TypeTagпомилкою кинуто:

<console>:17: error: macro implementation has wrong shape:
 required: (c: scala.reflect.macros.Context)(expr: c.Expr[A]): c.Expr[String]
 found   : (c: scala.reflect.macros.Context)(expr: c.Expr[A])(implicit evidence$1: c.TypeTag[A]): c.Expr[A]
macro implementations cannot have implicit parameters other than WeakTypeTag evidences
             def anymacro[A](expr: A): String = macro __anymacro[A]
                                                      ^

Для більш детального пояснення щодо відмінностей TypeTagта WeakTypeTagперегляньте це питання: Scala Macros: "не можна створити TypeTag з типу T, що має невирішені параметри типу"

Офіційний сайт документації Scala також містить посібник з рефлексії .