为什么在这种情况下类型推断会失败？答案

【问题标题】：Why does type inference fails in this case?为什么在这种情况下类型推断会失败？
【发布时间】：2013-03-05 11:17:15
【问题描述】：

以下代码运行良好：

object InfDemo {    
  class Tag[T]
  case object IntegerTag extends Tag[Int]
  case object StringTag extends Tag[String]
  val TagOfInteger: Tag[Int] = IntegerTag

  def defaultValue[T](typ: Tag[T]): T = typ match {
    case IntegerTag => 0
    case StringTag => ""
    // case TagOfInteger => 0 // this not works
  }     
}

但是下面的代码会报类型推断错误：

object InfDemo2 {
    val ClassOfInteger: Class[Integer] = classOf[Integer]
    val ClassOfString : Class[String] = classOf[String]
    def defaultValue[T](typ: Class[T]): T = typ match {
      case ClassOfInteger => 0
      case ClassOfString => ""
   }
}

那么这些代码有什么区别，scala在这里是如何进行类型推断的呢？

【问题讨论】：

标签： scala type-inference

【解决方案1】：

问题与使用Class 而不是Tag 无关，而是与匹配一个case 对象（例如IntegerTag 和StringTag）而不是匹配一个单纯的值（例如@ 987654325@、ClassOfInteger 和 ClassOfString)。

让我们尝试编译第一个示例的 4 个变体：

版本 1：

class Tag[T]
case object IntegerTag extends Tag[Int]
case object StringTag extends Tag[String]
def defaultValue[T](typ: Tag[T]): T = typ match {
  case IntegerTag => 0
  case StringTag => ""
}

版本 2：

class Tag[T]
case class IntegerTag() extends Tag[Int]
case class StringTag() extends Tag[String]
def defaultValue[T](typ: Tag[T]): T = typ match {
  case IntegerTag() => 0
  case StringTag() => ""
}

版本 3：

class Tag[T]
class IntegerTag extends Tag[Int]
class StringTag extends Tag[String]

def defaultValue[T](typ: Tag[T]): T = typ match {
  case _: IntegerTag => 0
  case _: StringTag => ""
}

版本 4：

class Tag[T]
val IntegerTag: Tag[Int] = new Tag[Int]
val StringTag: Tag[String] = new Tag[String]
def defaultValue[T](typ: Tag[T]): T = typ match {
  case IntegerTag => 0 // error: type mismatch
  case StringTag => "" // error: type mismatch
}

如果您尝试编译它们，您会看到版本 1、2 和 3 可以正常编译，而版本 4 则不能。原因是在版本 1、2 和 3 中，模式匹配可以让编译器确定 T 是哪个类型：

在版本 1 中，我们使用 case IntegerTag =>。因为IntegerTag 是一个case 对象，所以我们确定不可能有任何实例等于IntegerTag（IntegerTag 本身除外）。所以如果这里有匹配，IntegerTag的运行时类型只能是IntegerTag，它扩展了Tag[Int]。因此我们可以安全地推断出T = Int。
在版本 2 中，我们使用 case IntegerTag() =>。这里IntegerTag 是一个case 类，因此我们知道，如果typ 是IntegerTag 的一个实例，它扩展Tag[Int]，那么这里只能匹配。因此我们可以安全地推断出T = Int。
在版本 3 中，我们使用 case _: IntegerTag =>。换句话说，我们明确匹配IntegerTag 类型。所以我们再次知道typ 是IntegerTag 类型，它扩展了Tag[Int]，我们可以安全地推断出T = Int。

现在，版本 4 的问题是我们无法保证 typ 的运行时类型。这是因为在这个版本中我们只做case IntegerTag =>，其中IntegerTag 是val。换句话说，当且仅当typ == IntegerTag 时才会有匹配。问题是typ 等于IntegerTag（或者换句话说typ.==(IntegerTag) 返回真）这一事实告诉我们typ 的运行时类型一无所知。实际上，可以很好地重新定义相等性，使其等于不相关类的实例（或简单地等于相同泛型类但具有不同类型参数的实例）。例如，考虑：

val StringTag: Tag[String] = new Tag[String]
val IntegerTag: Tag[Int] = new Tag[Int] { 
  override def equals( obj: Any ) = {
    (obj.asInstanceOf[AnyRef] eq this) || (obj.asInstanceOf[AnyRef] eq StringTag)
  }
}
println(StringTag == StringTag) // prints true
println(StringTag == IntegerTag) // prints false
println(IntegerTag == IntegerTag) // prints true
println(IntegerTag == StringTag) // prints true

IntegerTag == StringTag 返回 true，这意味着如果我们将 StringTag 传递给方法 defaultValue，将与 case IntegerTag => 匹配，即使 StringTagactuall 是 Tag[String] 的实例而不是Tag[Int]。这表明确实存在与case IntegerTag => 匹配的事实并没有告诉我们关于typ 的运行时类型。因此编译器无法假设typ 的确切类型：我们仅从其声明的静态类型中知道它是Tag[T]，但T 仍然未知。

【讨论】：