Scala的虚无与飘渺

本文名字与内容无关。

很多人抱怨Scala相比于Java过于复杂了：大部分使用过Scala的程序员都没有能深刻理解它的类型系统和Scala的函数式编程。Scala的类型系统跟Java和C++很不一样，Scala想把面向对象纯粹化（学院派的作风？），不能有破坏面向对象的一切因素出现。null、NULL、int、...这些都是不和谐的东西，应该割掉。Scala又给了太多了空间给程序员，你可以使用传统的命令式编程风格，也可以使用函数式风格，一个语言写出了不同的代码。这个汉语有很多方言，极为相似。太多的自由会浪费Scala的一片好心。一个思路是在封装完Java的功能后，尽量使用Scala推荐的函数式风格来写面向对象的程序。

进入Scala，你就进入了虚无缥缈的太虚境地。在何为有？何为无？的问题上？Scala的设计走得很远。Scala的有即Any，Scala的无是Null，null，Nil，Nothing，None，Unit。Scala的无太让人手足无措，今天就讨论Scala的无。

要想在正确的地方使用正确的无，就要先理解它们分别表示的含义。

Null&null

很多人一辈子都没有走出这个无。Null是一个Trait，你不能创建她的实例。但是Scala在语言层面上存在一个Null的实例，那就是null。Java中的null意味着引用并没有指向任何对象。但存在一个悖论，一切都是对象，那没有对象是不是也是对象呢？Scala定义了一个类似于对象语义的Null，和一个值语义的null。这样面向对象在空引用的情况下完备了。如果你写了一个带有Null作为参数的对象，那么你传入的参数只能是null，或者指向Null的引用。

scala> tryit("hey")  <console>:6: error: type mismatch;   found   : java.lang.String("hey")   required: Null         tryit("hey")               ^    scala> val someRef: String = null  someRef: String = null    scala> tryit(someRef)  <console>:7: error: type mismatch;   found   : String   required: Null         tryit(someRef)               ^    scala> tryit(null)  That worked!    scala> val nullRef: Null = null  nullRef: Null = null    scala> tryit(nullRef)  That worked!

第四行我们试图传入一个String，自然不能工作。第14行我们传入一个null引用，但是任然不能工作，为什么呢？因为null引用指向的是String类型。它可能在运行时是null，但是在编译时类型检查却不认同，编译器认为他是个String。

Nil

Nil是一个继承List[Nothing]的对象，我们随后讨论Nothing。它就是一个空的列表，下面是一些使用实例：

scala> Nil  res4: Nil.type = List()    scala> Nil.length  res5: Int = 0    scala> Nil + "ABC"  res6: List[java.lang.String] = List(ABC)    scala> Nil + Nil  res7: List[object Nil] = List(List())

可以看出，Nil就是一个可以封装任何东西的空容器。它的长度为0。它并不是一无所有，它是一个容器，一个列表，只是没有存放内容而已。

Nothing

Nothing可能比较难理解。Nothing也是一个Trait，它继承自Any，而Any是整个Scala类型系统的根。Nothing是没有实例的，但它时任何对象的子类，他是List的子类，是String的子类，是Int的子类，是任何用户自定义类型的子类。

前面提到Nil是一个空的List[Nothing]。由于Nothing是任何类型的子类，那么Nil就可以当做是一个空的String List，空的Int List，甚至使Any List。Nothing比较适合用来定义基类容器。

scala> val emptyStringList: List[String] = List[Nothing]()  emptyStringList: List[String] = List()    scala> val emptyIntList: List[Int] = List[Nothing]()  emptyIntList: List[Int] = List()    scala> val emptyStringList: List[String] = List[Nothing]("abc")  <console>:4: error: type mismatch;   found   : java.lang.String("abc")   required: Nothing         val emptyStringList: List[String] = List[Nothing]("abc")

第一行，我们将一个List[Nothing]赋值给一个List[String]。一个Nothing是一个String，因此是正确的。第四行，我们将一个List[Nothing]赋值给一个List[Int]。一个Nothing是一个Int，因此是正确的。Nothing是任何类型的子类，但是上面的List[Nothing]都不包含任何成员。当我们创建一个包含一个String的List[Nothing]的List，并把它赋值给List[String]，会出现什么情况？它会失败，因为Nothing并不是任何类型的父类，并且也不存在Nothing的实例。任何Nothing的容器必然是空的，是Nil。

另一种Nothing的用法是作为不返回函数的返回值。因为Nothing没有任何实例，而函数的返回值必定是一个值，是一个对象，这样定义为Nothing为返回值的函数实际上不可能返回。

None

写Java程序的时候，经常会碰到没有有意义的东西可以返回，我们返回null。但返回null有一些问题，调用方必须检查返回值，不然会有NullPointerException的异常。这逼迫我们去check函数的返回值。还有一种解决办法是使用异常，但增加try/catch块，并不是明智的选择。

Scala内置一种解决办法。如果你想返回一个String，但可能有的时候得不到有意义的返回值，我们可以让函数返回Option[String]。

scala> def getAStringMaybe(num: Int): Option[String] = {       |   if ( num >= 0 ) Some("A positive number!")       |   else None // A number less than 0?  Impossible!       | }    getAStringMaybe: (Int)Option[String]    scala> def printResult(num: Int) = {       |   getAStringMaybe(num) match {       |     case Some(str) => println(str)       |     case None => println("No string!")       |   }       | }  printResult: (Int)Unit    scala> printResult(100)  A positive number!    scala> printResult(-50)  No string!

函数getAStringMaybe返回Option[String]。Option是一个抽象类，它有两个子类：Some和None。因此，初始化一个Option有两种方法。getAStringMaybe返回的只可能是Some[String]或None。Some和None又是Case Class，可以直接用来做模式匹配，很容易用来处理返回值。

类似地，Option[T]作为返回值，意味着调用者可能会收到Some[T]或None。

其实Option作为返回值，并没有比返回null好多少。代码里面充满了Option和模式匹配的代码，也不优雅，所以对待Option还是慎重。

Unit

Unit跟java的void一样，表示函数没有返回值。

scala> def doThreeTimes(fn: (Int) => Unit) = {       |   fn(1); fn(2); fn(3);       | }  doThreeTimes: ((Int) => Unit)Unit    scala> doThreeTimes(println)  1  2  3    scala> def specialPrint(num: Int) = {       |    println(">>>" + num + "<<<")       | }  specialPrint: (Int)Unit    scala> doThreeTimes(specialPrint)  >>>1<<<  >>>2<<<  >>>3<<<

这个不解释。

总的来看，Scala定义如此多的无，主要目的是为了保证它的类型系统的完整性，同时细化概念。到底好不好呢？下一个十年再下定论。

上述就是所有的Scala表征无的方式。如果你是Scala的簇拥，谈谈你的想法。

http://oldfashionedsoftware.com/2008/08/20/a-post-about-nothing/