scala的option和some

编程技术  /  houtizong 发布于 3年前   117

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对于学习 Scala 的 Java™ 开发人员来说，对象是一个比较自然、简单的入口点。在 本系列 前几期文章中，我介绍了 Scala 中一些面向对象的编程方法，这些方法实际上与 Java 编程的区别不是很大。我还向您展示了 Scala 如何重新应用传统的面向对象概念，找到其缺点，并根据 21 世纪的新需求重新加以改造。Scala 一直隐藏的一些重要内容将要现身：Scala 也是一种函数语言（这里的函数性是与其他 dys 函数语言相对而言的）。

Scala 的面向函数性非常值得探讨，这不仅是因为已经研究完了对象内容。Scala 中的函数编程将提供一些新的设计结构和理念以及一些内置构造，它们使某些场景（例如并发性）的编程变得非常简单。

C# 2.0 可变为 null 值的类型其他语言已试图通过各种方法解决 “可 null 值化” 问题：C++ 一直都忽略了这个问题，直至最后确定 null 和 0 是不同的值。Java 语言仍然没有彻底解决这个问题，而是依赖于自动装箱（autobox）— 将原语类型自动转换为它们的包装器对象（在 1.1 以后引入）— 帮助 Java 程序员解决问题。一些模式爱好者建议每种类型都应该有一个对应的 “Null Object”，即将自己的所有方法重写为不执行任何操作的类型（实际上是子类型）的实例 — 实践证明这需要大量工作。C# 1.0 发布后，C# 设计者决定采取一种完全不同的方法解决 null 值化问题。

C# 2.0 引入了可变为 null 值的类型 的概念，重要的是添加了语法支持，认为任何特定值类型（基本指原语类型）都可以通过将 null 封装到一个泛型/模板类 Nullable<T>，从而提供 null 支持。Nullable<T> 本身是在类型声明中通过 ? 修饰符号引入。因此，int? 表示一个整数也可能为 null。

表面上看，这似乎很合理，但是事情很快就变得复杂起来。int 和 int? 是否应该被视为可兼容类型，如果是的话，什么时候将 int 提升为 int?，反之呢？当将 int 添加到 int? 会发生什么，结果会是 null 吗？这类问题等等。随后类型系统进行了一些重要的调整，可变为 null 值的类型随后包含到了 2.0 中 — 而 C# 程序员几乎完全忽略了它们。

回顾一下 Option 类型的函数方法，它使 Option[T] 和 Int 之间的界限变得很清晰，看上去要比其他方法更加简单。在那些围绕可变为 null 值类型的反直觉（counterintuitive）提升规则之间进行比较时，尤其如此。（函数领域对该问题近二十年的思考是值得的）。要使用 Option[T] 必须付出一些努力，但是总的来说，它产生了更清晰的代码和期望。
.本月，您将首次进入 Scala 的函数编程领域，查看大多数函数语言中常见的四种类型：列表（list）、元组（tuple）、集合（set）和 Option 类型。您还将了解 Scala 的数组，后者对其他函数语言来说十分新鲜。 这些类型都提出了编写代码的新方式。当结合传统面向对象特性时，可以生成十分简洁的结果。

使用 Option(s)

在什么情况下，“无” 并不代表 “什么也没有”？当它为 0 的时候，与 null 有什么关系。

对于我们大多数人都非常熟悉的概念，要在软件中表示为 “无” 是一件十分困难的事。例如，看看 C++ 社区中围绕 NULL 和 0 进行的激烈讨论，或是 SQL 社区围绕 NULL 列值展开的争论，便可知晓一二。 NULL 或 null 对于大多数程序员来说都表示 “无”，但是这在 Java 语言中引出了一些特殊问题。

考虑一个简单操作，该操作可以从一些位于内存或磁盘的数据库查找程序员的薪资：API 允许调用者传入一个包含程序员名字的 String，这会返回什么呢？从建模角度来看，它应该返回一个 Int，表示程序员的年薪；但是这里有一个问题，如果程序员不在数据库中（可能根本没有雇用她，或者已经被解雇，要不就是输错了名字……），那么应该返回 什么。如果返回类型是 Int，则不能返回 null，这个 “标志” 通常表示没有在数据库中找到该用户（您可能认为应该抛出一个异常，但是大多数时候数据库丢失值并不能视为异常，因此不应该在这里抛出异常）。

在 Java 代码中，我们最终将方法标记为返回 java.lang.Integer，这迫使调用者知道方法可以返回 null。自然，我们可以依靠程序员来全面归档这个场景，还可以依赖程序员读取 精心准备的文档。这类似于：我们可以要求经理倾听我们反对他们要求的不可能完成的项目期限，然后经理再进一步把我们的反对传达给上司和用户。

Scala 提供了一种普通的函数方法，打破了这一僵局。在某些方面，Option 类型或 Option[T]，并不重视描述。它是一个具有两个子类 Some[T] 和 None 的泛型类，用来表示 “无值” 的可能性，而不需要语言类型系统大费周折地支持这个概念。实际上，使用 Option[T] 类型可以使问题更加清晰（下一节将用到）。

在使用 Option[T] 时，关键的一点是认识到它实质上是一个大小为 “1” 的强类型集合，使用一个不同的值 None 表示 “nothing” 值的可能性。因此，在这里方法没有返回 null 表示没有找到数据，而是进行声明以返回 Option[T]，其中 T 是返回的原始类型。那么，对于没有查找到数据的场景，只需返回 None，如下所示：


清单 1. 准备好踢足球了吗？

Java代码  收藏代码
@Test def simpleOptionTest = 
{ 
  val footballTeamsAFCEast = 
    Map("New England" -> "Patriots", 
        "New York" -> "Jets", 
        "Buffalo" -> "Bills", 
        "Miami" -> "Dolphins", 
        "Los Angeles" -> null) 
   
  assertEquals(footballTeamsAFCEast.get("Miami"), Some("Dolphins")) 
  assertEquals(footballTeamsAFCEast.get("Miami").get(), "Dolphins") 
  assertEquals(footballTeamsAFCEast.get("Los Angeles"), Some(null)) 
  assertEquals(footballTeamsAFCEast.get("Sacramento"), None) 
} 




注意，Scala Map 中 get 的返回值实际上并不对应于传递的键。相反，它是一个 Option[T] 实例，可以是与某个值有关的 Some()，也可以是 None，因此可以很清晰地表示没有在 map 中找到键。如果它可以表示 map 上存在某个键，但是有对应的 null 值，这一点特别重要了。比如清单 1 中 Los Angeles 键。

通常，当处理 Option[T] 时，程序员将使用模式匹配，这是一个非常函数化的概念，它允许有效地 “启用” 类型和/或值，更不用说在定义中将值绑定到变量、在 Some() 和 None 之间切换，以及提取 Some 的值（而不需要调用麻烦的 get() 方法）。清单 2 展示了 Scala 的模式匹配：


清单 2. 巧妙的模式匹配

Java代码  收藏代码
@Test def optionWithPM = 
{ 
  val footballTeamsAFCEast = 
    Map("New England" -> "Patriots", 
        "New York" -> "Jets", 
        "Buffalo" -> "Bills", 
        "Miami" -> "Dolphins") 
         
  def show(value : Option[String]) = 
  { 
    value match 
    { 
      case Some(x) => x 
      case None => "No team found"