java - Scala(或Java)中通用函数的专业化

原文 标签 java scala generics specialized-annotation

是否可以在Scala中专门化泛型函数(或类)?例如,我想编写一个将数据写入ByteBuffer的通用函数:

def writeData[T](buffer: ByteBuffer, data: T) = buffer.put(data)

但是由于put方法仅占用一个字节并将其放入缓冲区,因此我需要将其专门用于Ints和Longs,如下所示:
def writeData[Int](buffer: ByteBuffer, data: Int) = buffer.putInt(data)
def writeData[Long](buffer: ByteBuffer, data: Long) = buffer.putLong(data)

它不会编译。当然,我可以改为分别编写3个不同的函数writeByte,writeInt和writeLong,但是让我们说一个数组还有另一个函数:
def writeArray[T](buffer: ByteBuffer, array: Array[T]) {
  for (elem <- array) writeData(buffer, elem)
}

如果没有专门的writeData函数,这将无法工作:我将不得不部署另一组函数writeByteArray,writeIntArray,writeLongArray。每当我需要使用与类型相关的写函数时,必须以这种方式处理这种情况并不酷。我做了一些研究,一种可能的解决方法是测试参数的类型:
def writeArray[T](buffer: ByteBuffer, array: Array[T]) {
  if (array.isInstanceOf[Array[Byte]])
    for (elem <- array) writeByte(buffer, elem)
  else if (array.isInstanceOf[Array[Int]])
    for (elem <- array) writeInt(buffer, elem)
  ...
}

这可能有效,但是效率较低,因为类型检查是在运行时完成的,这与专用功能版本不同。

所以我的问题是,在Scala或Java中解决此类问题的最理想和首选方法是什么?感谢您的帮助!

最佳答案

如果您既有紧凑又高效的解决方案,那不是很好吗?事实证明,给定Scala的@specialized功能,您可以。首先警告:该功能有些错误,如果尝试将其用于过于复杂的功能可能会损坏。但是对于这种情况,它几乎是完美的。
@specialized注释会为每种原始类型创建单独的类和/或方法,然后每当编译器确定知道原始类型是什么时,都调用该类和/或方法,而不是泛型版本。唯一的缺点是,它会完全自动执行所有这些操作-您无需填写自己的方法。有点可惜,但是您可以使用类型类克服问题。

让我们看一些代码:

import java.nio.ByteBuffer
trait BufferWriter[@specialized(Byte,Int) A]{
  def write(b: ByteBuffer, a: A): Unit
}
class ByteWriter extends BufferWriter[Byte] {
  def write(b: ByteBuffer, a: Byte) { b.put(a) }
}
class IntWriter extends BufferWriter[Int] {
  def write(b: ByteBuffer, a: Int) { b.putInt(a) }
}
object BufferWriters {
  implicit val byteWriter = new ByteWriter
  implicit val intWriter = new IntWriter
}

这为我们提供了一个通用的BufferWriter特征,但我们通过适当的实现覆盖了我们想要的每种特定基本类型(在本例中为ByteInt)。专业化足够聪明,可以将这种显式版本与通常用于专业化的隐藏版本链接起来。这样您就有了自定义代码,但是如何使用它呢?这是隐式val进入的地方(我这样做是为了提高速度和清晰度):
import BufferWriters._
def write[@specialized(Byte,Int) A: BufferWriter](b: ByteBuffer, ar: Array[A]) {
  val writer = implicitly[BufferWriter[A]]
  var i = 0
  while (i < ar.length) {
    writer.write(b, ar(i))
    i += 1
  }
}
A: BufferWriter表示意味着要调用此write方法,您需要方便地使用隐式BufferWriter[A]。我们已经为他们提供了BufferWriters中的val,因此应该设置它们。让我们看看这是否有效。
val b = ByteBuffer.allocate(6)
write(b, Array[Byte](1,2))
write(b, Array[Int](0x03040506))
scala> b.array
res3: Array[Byte] = Array(1, 2, 3, 4, 5, 6)

如果将这些内容放在文件中,并开始使用javap -c -private遍历类,您将看到正在使用适当的原始方法。

(请注意,如果您不使用专门化,则此策略仍然可以使用,但是必须在循环中将值装箱才能将数组复制出来。)

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