scalabook
Контекстуальные абстракции
Background
Implicits в Scala 2 были главной отличительной особенностью дизайна. Это основной способ абстрагироваться от контекста. Implicits представляют собой единую парадигму с большим разнообразием вариантов использования, среди которых:
- реализация type classes
- установление контекста
- внедрение зависимости (dependency injection)
- выражение возможностей
- вычисление новых типов и доказательство взаимосвязей между ними
С тех пор этому примеру последовали другие языки, например, traits в Rust или protocol extensions в Swift. Предложения по дизайну также представлены для Kotlin в качестве разрешения зависимостей во время компиляции, для C# в качестве Shapes и Extensions или для F# в качестве Traits. Implicits также являются общей особенностью тех, кто доказывает теоремы, таких как Coq или Agda.
Несмотря на то, что в этих проектах используется разная терминология, все они являются вариантами основной идеи вывода терминов (term inference): учитывая тип, компилятор синтезирует "канонический" термин, который имеет этот тип.
Редизайн
Scala 3 включает в себя переработку контекстных абстракций. Хотя эти концепции постепенно "открывались" в Scala 2, теперь они хорошо известны и понятны, и редизайн использует эти знания.
Дизайн Scala 3 фокусируется на намерении, а не на механизме. Вместо того, чтобы предлагать одну очень мощную функцию имплицитов, Scala 3 предлагает несколько функций, ориентированных на варианты использования:
- Отвлечение контекстной информации. Предложения Using позволяют программистам абстрагироваться от информации, которая доступна в контексте вызова и должна передаваться неявно. В качестве улучшения по сравнению со Scala 2 подразумевается, что предложения using могут быть указаны по типу, освобождая сигнатуры функций от имен переменных, на которые никогда не ссылаются явно.
- Предоставление экземпляров Type-class. Given экземпляры позволяют программистам определять каноническое значение определенного типа. Это делает программирование с type-classes более простым без утечек деталей реализации.
- Расширение классов. В Scala 2 методы расширения должны были кодироваться с использованием неявных преобразований или неявных классов. Напротив, в Scala 3 методы расширения теперь встроены непосредственно в язык, что приводит к улучшению сообщений об ошибках и улучшению вывода типов.
- Неявное преобразование одного типа в другой.
Неявное преобразование было переработано с нуля
как экземпляры type-class
Conversion. - Контекстные абстракции более высокого порядка. Совершенно новая функция контекстных функций делает контекстные абстракции объектами первого класса. Они являются важным инструментом для авторов библиотек и позволяют выражать лаконичный DSL.
- Полезная обратная связь от компилятора. Если компилятор не может разрешить неявный параметр, теперь он предлагает предложения по импорту, которые могут решить проблему.
Преимущества
Эти изменения в Scala 3 обеспечивают лучшее разделение вывода терминов от остального языка:
- существует единственный способ определить данные
- существует единственный способ ввести неявные параметры и аргументы
- существует отдельный способ импорта givens, который не позволяет им прятаться в море обычного импорта
- существует единственный способ определить неявное преобразование, которое четко обозначено как таковое и не требует специального синтаксиса
К преимуществам этих изменений относятся:
- новый дизайн позволяет избежать взаимодействия функций и делает язык более согласованным
- implicits становятся более легкими для изучения и более сложными для злоупотреблений
- значительно улучшается ясность 95% программ Scala, использующих implicits
В этой главе в следующих разделах представлены многие из этих новых функций.
Ссылки: