Scala中TypeTags和Manifests的用法

Scala运行在JVM上,在JVM上有一种机制叫做类型擦除(type eraser)。类型擦除是说:在语言的编译阶段程序中所携带的泛型信息都会被擦除,最终生成的class文件中是不包含类型信息的。所以scala 2.8中引入了Manifests类来解决构建Array时遇到的一些问题。然而引入的Manifests并不完美,对于路径依赖类型,它拿到的信息是不精确的。所以后续引入了TypeTags。

展示一下各自的用法。看一个例子,利用manifest获取类型信息。

    scala> class A[T]
    
    scala> manifest[List[A[Int]]]
    res1: Manifest[List[A[Int]]] = scala.collection.immutable.List[A[Int]]

manifest定义在Predef中,直接使用即可。与manifest功能类似的一个方法是classManifest,

    scala> classManifest[List[A[Int]]]
    warning: there was one deprecation warning; re-run with -deprecation for details
    res2: ClassManifest[List[A[Int]]] = scala.collection.immutable.List[A[Int]]

两个方法都可以拿到相应传入的类型信息,但是观察返回结果:res1的类型是Manifest[List[A[Int]]],res2的类型是ClassManifest[List[A[Int]]],两个东西还是有一些区别。接着再看一个例子:

    scala> manifest[List[A[_]]]
    res3: scala.reflect.Manifest[List[A[_]]] = scala.collection.immutable.List[A[_ <: Any]]

    scala> classManifest[List[A[_]]]
    warning: there was one deprecation warning; re-run with -deprecation for details
    res4: scala.reflect.ClassTag[List[A[_]]] = scala.collection.immutable.List[A[<?>]]

在这个例子中manifest会返回所有的类型信息,而classManifest返回了List[A]两层类型,丢失最内部的泛型信息。通过看源码注释对ClassManifest的解释,针对高阶类型它可能不会给出精确的类型信息。所以如果想要得到精确地类型信息使用manifest。

通常Manifest会以隐式参数和上下文绑定的形式使用。

    def method[T](arg: T)(implicit m: Manifest[T]) = m     //implicit parameter

    def method[T: Manifest](arg: T) = m   //context bound style

那么,有了Manifest,还要TypeTag干吗?

    scala> class Foo { class Bar}
    defined class Foo

    scala> def m(f: Foo)(b: f.Bar)(implicit t: Manifest[f.Bar]) = t
    m: (f: Foo)(b: f.Bar)(implicit t: scala.reflect.Manifest[f.Bar])scala.reflect.Manifest[f.Bar]

    scala> val f = new Foo; val b = new f.Bar
    f: Foo = Foo@6fe29d36
    b: f.Bar = Foo$Bar@6bf7d9d

    scala> val ff = new Foo; val bb = new ff.Bar
    ff: Foo = Foo@2fdb85b8
    bb: ff.Bar = Foo$Bar@75280b93

    scala> m(f)(b)
    res20: scala.reflect.Manifest[f.Bar] = Foo@6fe29d36.type#Foo$Bar

    scala> m(ff)(bb)
    res21: scala.reflect.Manifest[ff.Bar] = Foo@2fdb85b8.type#Foo$Bar

    scala> res20 == res21   //not expected
    res23: Boolean = true

很明显f.Bar和ff.Bar是不相同的类型。所以,scala2.10 引入了TypeTags来解决上述问题,TypeTag可以看成是Manifest的升级版。

def m2(f: Foo)(b: f.Bar)(implicit ev: TypeTag[f.Bar]) = ev
val ev3 = m2(f1)(b1)
val ev4 = m2(f2)(b2)
ev3 == ev4 //false

和TypeTag一同引入的还有ClassTag和WeakTypeTag。ClassTag和ClassManifest一样,也不会返回完整的类型信息。但是它好classManifiest还是有区别的。

scala> classTag[List[_]]
res9: scala.reflect.ClassTag[List[_]] = scala.collection.immutable.List

scala> classManifest[List[_]]
warning: there was one deprecation warning; re-run with -deprecation for details
res10: scala.reflect.ClassTag[List[_]] = scala.collection.immutable.List[<?>]

scala> classTag[List[List[_]]]
res11: scala.reflect.ClassTag[List[List[_]]] = scala.collection.immutable.List

scala> classManifest[List[List[_]]]
warning: there was one deprecation warning; re-run with -deprecation for details
res12: scala.reflect.ClassTag[List[List[_]]] = scala.collection.immutable.List[scala.collection.immutable.List[<?>]]

classTag只拿到了基础类型信息,没有尝试去拿任何泛型信息,而classManifest拿到了所有已知的类型信息。WeakTypeTag相较TypeTag可以处理带有泛型的参数。看下边的例子:

scala> :pas
// Entering paste mode (ctrl-D to finish)

def weakParamInfo[T](x: T)(implicit tag: WeakTypeTag[T]): Unit = {
  val targs = tag.tpe match { case TypeRef(_, _, args) => args }
  println(s"type of $x has type arguments $targs")
}

// Exiting paste mode, now interpreting.

weakParamInfo: [T](x: T)(implicit tag: reflect.runtime.universe.WeakTypeTag[T])Unit

scala> def foo[T] = weakParamInfo(List[T]())
foo: [T]=> Unit

scala> foo[Int]
type of List() has type arguments List(T)

参考文档:
typetags-manifests
scala what is a typetag and how do i use it
scala-type-system-manifest-vs-typetag
What-s-the-difference-between-ClassManifest-and-Manifest-td


应用最多的是classTag,其次是TypeTag.

 

实例代码:

创建数组,理论上讲创建泛型数组是不可以的,因为没有指定具体类型。

scala中运行时数组必须有具体类型。

引入manifest后就可以创建泛型数组

 

1

def arrayMake[T: Manifest](first : T, second : T) = {

  val r = new Array[T](2);r(0) = first; r(1) = second; r

  /*T: ManifestT的上下文界定。有一个ManifestT类型的隐式值,这个过程是隐式转换的过程。

  *有这样的隐式值辅助我们构建Array[T],从而确定T的类型。

  *编写代码及编译时并不知道T的具体类型。

  *manifast是上下文界定,其实是假设T是整数,Array[T]就是Array[Int]  */

}

arrayMake(1,2).foreach(println)

//要构建泛型对象,需要manifest来存储T的实际类型,

//在实际运行时,是作为参数用地方法运行的上下文中。

//是个隐式的过程,manifest可以记录T的具体类型,所以就可以获取它的类型。

 

2

def manif[T](x: List[T])(implicit m : Manifest[T]) = {

  //implicit m : Manifest[T]是个隐式参数,是虚拟机运行时传入的。

  if (m <:< manifest[String])

  //<:<下节再讲,mmanifest[String]类型的。

    println("List string")

  else

    println("Some other type")

}

manif(List("Spark","Hadoop"))

manif(List12))

manif(List("Scala",3))

2的写法有点繁琐,所以推荐例1的写法,例1是简化写法,内部自动构建隐式参数。

 

3

val m = manifest[A[String]]

println(m)

val cm = classManifest[A[String]]

println(cm)

 

classManifestManifest信息获取方面弱。

manifest本身是有问题的。

依赖路径与实际类型判断有误。

所以又推出typeTagclassTag取代manifestclassManifest

spark源码中大部分都是lassTagtypeTag

 

4

import scala.reflect.ClassTag

def mkArray[T: ClassTag](elems: T*) = Array[T](elems: _*)

  mkArray(42,13).foreach(println)

  mkArray("Japan",Brazil","Germany").foreach(println)

 

编写编译时不需要具体类型,运行时必须要有具体类型。

原因:scala运行在jvm虚拟机上,虚拟机运行任何对象时对象是泛型时是把泛型擦除掉的。




作者:福克斯纪
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