为什么 Set 是一个函数？

Question

在 Scala 中，Set 是一个函数：

trait Set[A] extends (A => Boolean)

这使得不可能有一个协变不可变 Set 因为类型 A 出现在逆变位置。相比之下，Seq 没有定义为函数。关于为什么 Sets 和 Seqs 是这样设计的问题，已经有一些内容了：

• Why is Scala's immutable Set not covariant in its type?
• Scala: Why does Seq.contains take an Any argument, instead of an argument of the sequence type?
• Why does Seq.contains accept type Any rather than the type parameter A?

一个答案说这是因为数学背景。但是这个答案没有多解释一点。那么，将Set 定义为函数的具体优势是什么，或者如果以不同的方式实现会有什么劣势？

Answer 1

Set[A] 类型的集合必须有一个方法来测试A 类型的元素是否在集合中。此方法 (apply) 必须有一个类型为 A 的参数来表示该元素，并且该参数位于逆变位置。这意味着集合的类型参数A 不能是协变的。所以 - 不是函数接口的扩展使得不可能有协变不可变集，而是逆变 apply 方法的存在。

为了方便起见，扩展Function1 接口以便能够传递集合并将它们视为函数是有意义的。

相比之下，序列抽象没有测试元素是否在序列中的方法，它只有索引方法 - apply 采用整数索引，并返回该索引处的元素。序列也被定义为函数，但 Int => A 类型的函数（在 A 中是协变的），而不是 A => Boolean，作为集合。

如果您想了解更多关于如果在其类型参数A 中将集合定义为协变，将如何破坏类型安全，请参阅此示例，其中集合实现出于缓存查找的原因对私有成员进行了一些写入（@uV 下方是禁用方差检查的注释，expensiveLookup 旨在模拟对计算成本高昂的检查的调用（如果元素在集合中）：

import annotation.unchecked.{uncheckedVariance => uV}

trait Set[+A] {
  def apply(elem: A @uV): Boolean
}

class CachingSet[+A >: Null] extends Set[A] {
  private var lastLookup: (A @uV, Boolean) = (null, false)
  private def expensiveLookup(elem: A @uV) = (elem, true)
  def apply(elem: A @uV): Boolean = {
    if (elem != lastLookup._1) lastLookup = expensiveLookup(elem)
    lastLookup._2
  }
  def lastQueriedElement: A = lastLookup._1
}

object Main extends App {
  val css = new CachingSet[String]
  val csa: CachingSet[AnyRef] = css

  csa.apply(new AnyRef)
  val s: String = css.lastQueriedElement // you'll get a ClassCastException here
}

Answer 2

相比之下，Seq 没有​​被定义为函数。

不正确。

Seq[T] extends (Int) => T