如何在 Java 中实现 Scala 应用方法答案

【问题标题】：How to implement Scala apply method in Java如何在 Java 中实现 Scala 应用方法
【发布时间】：2014-01-13 08:26:27
【问题描述】：

我想从 Scala 代码中调用一些 Java 代码。我想使用 Scala 的 apply 构造，所以我可以这样称呼它：

val led = OutPin(0)

代替：

val led = new OutPin(0)

我天真地在我的 Java 代码中实现了一个额外的 apply 方法，如下所示：

public class OutPin {

    public OutPin(int pinNumber) {
    }

    public OutPin apply(int pinNumber) {
        return new OutPin(pinNumber);
    }
}

这不会使我的 Scala 代码（上面的第一行）编译，而是给我一个错误：

Object OutPin 不是一个值

在Java中实现Scala的apply方法的正确方法是什么？

【问题讨论】：

尝试将apply设为静态：public static OutPin apply(int pinNumber)
有什么理由不只在 Scala 中实现 apply 函数吗？我想至少，您需要将 apply 设为静态并静态导入 apply 函数。
其实我之前确实尝试过作为静态方法，它没有任何区别。
apply 方法必须在类的伴随对象中定义。伴随对象的类与您定义的类不同。

标签： java scala

【解决方案1】：

您的问题不在于 apply 方法本身，而在于尝试在 Java 中实现 Scala 单例对象。

我认为（但不确定）这在设计上是非常困难的，甚至可能是不可能的。

考虑一个非常非常简单的案例：

object Obj;

这将编译为两个 JVM 字节码文件，Obj$.class 和 Obj.class。理论上，检查这两个类的字节码应该很容易，并在 Java 中重新表达相同的东西。 Scala 单例对象的基本结构非常非常简单：

对于单例对象Obj，必须生成Obj.class 和Obj$.class
Obj$ 类必须有一个类型为Obj$ 的public final static 字段，称为MODULE$，它将在类初始化引用单例对象时进行初始化。在 Scala 中，对 Obj.foo() 的调用被映射到 Obj$.MODULE$.foo() [...如果 Obj 有一个名为 foo() 的方法，那就是！]
Java 编译器对这些 Scala 生成的类对一无所知，因此对于 Java 互操作，Obj 类包含静态函数，这些函数仅转发到对 Obj$.MODULE$ 上同名和签名的方法的调用.

这听起来很复杂，但实际上并没有那么复杂。编写一对能走到这一步的 Java 类是微不足道的。但是 Scala 编译器 (2.10.3) 仍然无法识别这对构成 Scala 单例。深入研究 Scala 编译器生成的单例的字节码，您会发现有些细节在合法的 Java 中难以表达。 [提示：javap -c -p -s -v <fully-qualified-class-name>]

例如，最终的静态MODULE$ 字段由静态初始化程序间接初始化。静态初始化器只是构造一个Obj$ 对象，而不直接分配它。赋值发生在私有构造函数中。这在 Java 中是非法的：空白静态 final 肯定必须在静态初始化程序中初始化，并且不能在可能从初始化程序外部多次调用的代码（如私有构造函数）中分配。 Scala 编译器生成尊重空白最终语义的字节码（因为私有构造函数只被调用一次），但超出了 Java 编译器验证这些语义的能力。因此，如果用 Java 表示，此代码将被拒绝。

另外，Obj 类（没有终端美元符号的版本）包含一个 ScalaSig 类型的注解，它看起来相当复杂，并且很难手动复制（在 Java 或 Scala 中），至少对于我们这些不确定这个注释到底是如何工作的人。

在决定将一对类视为“值”之前，我并不确切知道 Scala 编译器会寻找什么，这是一个有效的 Scala 单例对象，但 Scala 的设计者选择不让它变得容易，尽管基本方案的简单性。可能他们希望保留重新组织 scala 单例对象如何转换为字节码的能力。让 Java 程序员合成 scala 单例对象将有效地将当前方案呈现为 Scala 公共 API 的永久部分。

请注意，编写一个普通的非单例类，其实例有一个 apply(...) 方法，因此可以像函数一样调用，这在 Java 中很容易，并且工作正常。这是一只 Java 猫：

public class Cat {
    public String apply( int i ) {
        return "Meow: " + i;
    }
}

这是 Scala 的糖化应用的用法：

Welcome to Scala version 2.10.3 (Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM, Java 1.7.0_45).
Type in expressions to have them evaluated.
Type :help for more information.

scala> val Morris = new Cat;
Morris: Cat = Cat@6b4feafa

scala> Morris(8)
res0: String = Meow: 8

【讨论】：

【解决方案2】：

如果您想要一个可在 Scala 中使用的 apply 方法，您应该在 scala 一侧使用object 将您的 java 类与实例化它的类的名称相同

object OutPin {

   def apply(pinNumber :Int) = new OutPin(pinNumber)

}

【讨论】：

【解决方案3】：

问题是Scala编译器说你必须在同一个文件中定义两个伴生对象，否则你会得到错误：

Companions 'class OutPin' and 'object OutPin' must be defined in same file

这是另一种可能适合您的方法。如果你在一个单独的包中定义你的 Scala OutPin，那么它将起作用。例如：

Java 类：

package base;

public class OutPin {
    private final int i;

    public OutPin(int i) {
        this.i = i;
    }

    public int getI() {
        return this.i;
    }
}

Scala 类：

package base.scala

object OutPin {
  def apply(i: Int): base.OutPin = new base.OutPin(i)
}

示例 Scala 客户端：

import base.scala.OutPin

object Client extends App {
  val op = OutPin(1)

  println(op.getI)
}

运行客户端打印1

要访问加糖的apply，您必须导入base.scala 而不仅仅是base。如果获取 apply 语法真的很重要，那么它可能是值得的。

【讨论】：