为什么可以改变 immutable.SortedMap 和 immutable.TreeMap？

Question

为什么scala.collection.immutable.SortedMap 和scala.collection.immutable.TreeMap 可以变异？

scala> import scala.collection.immutable.SortedMap
import scala.collection.immutable.SortedMap

scala> var sm = SortedMap(3 -> 'x', 1 -> 'x', 4 -> 'x')
sm: scala.collection.immutable.SortedMap[Int,Char] = Map(1 -> x, 3 -> x, 4 -> x)

scala> sm += (2 -> 'x')

scala> sm
res1: scala.collection.immutable.SortedMap[Int,Char] = Map(1 -> x, 2 -> x, 3 -> x, 4 -> x)

另外，我没有看到

http://www.scala-lang.org/api/current/index.html#scala.collection.immutable.SortedMap

和

http://www.scala-lang.org/api/current/index.html#scala.collection.immutable.TreeMap

+=的定义，它是怎么存在的？

Answer 1

我同意语法使它看起来像是在改变对象，但实际上+= 操作只是对原始对象进行添加的语法糖（使用+ 运算符）然后重新分配（当原始变量是var)。所以：

scala> import scala.collection.immutable.SortedMap
import scala.collection.immutable.SortedMap

scala> var sm = SortedMap(3 -> 'x', 1 -> 'x', 4 -> 'x')
sm: scala.collection.immutable.SortedMap[Int,Char] = Map(1 -> x, 3 -> x, 4 -> x)

scala> sm += (2 -> 'x')

scala> sm
res1: scala.collection.immutable.SortedMap[Int,Char] = Map(1 -> x, 2 -> x, 3 -> x, 4 -> x)

相当于：

scala> var sm2 = SortedMap(3 -> 'x', 1 -> 'x', 4 -> 'x')
sm2: scala.collection.immutable.SortedMap[Int,Char] = Map(1 -> x, 3 -> x, 4 -> x)

scala> sm2 = sm2 + (2 -> 'x')
sm2: scala.collection.immutable.SortedMap[Int,Char] = Map(1 -> x, 2 -> x, 3 -> x, 4 -> x)

您可以通过尝试使用 val 来看到这一点：

scala> val sm3 = SortedMap(3 -> 'x', 1 -> 'x', 4 -> 'x')
sm3: scala.collection.immutable.SortedMap[Int,Char] = Map(1 -> x, 3 -> x, 4 -> x)

scala> sm3 += (2 -> 'x')
<console>:10: error: value += is not a member of scala.collection.immutable.SortedMap[Int,Char]
              sm3 += (2 -> 'x')

为了进行比较，请查看这个可变映射：

scala> val sm4 = scala.collection.mutable.Map[Int, Char](1 -> 'x')
sm4: scala.collection.mutable.Map[Int,Char] = Map(1 -> x)


scala> sm4.put(2, 'x')
res6: Option[Char] = None

scala> sm4
res7: scala.collection.mutable.Map[Int,Char] = Map(2 -> x, 1 -> x)

在这里，我们能够更改 val 映射的内容，只有当对象是可变的时才能做到这一点。

Answer 2

不可变集合的工作方式是添加、删除或修改元素的操作在堆上创建一个新集合。因此，如果有多个变量包含对您的 SortedMap 的引用，那么除了您修改的变量之外的其他变量仍将引用您的原始集合，而不是修改后的版本。 （这很重要，因为人们希望从不可变集合中获得的主要好处之一是安全的多线程和并行化。）

请注意，虽然我说“创建一个新集合”，但许多元素可能不需要复制。为了提高效率，它们将尽可能引用堆上的相同对象。这种共享对用户来说在很大程度上是不可见的（除了性能优势），因为一旦您更改其中一个共享元素，这两个集合将不再引用相同的元素。 Scala 的不可变集合通常被设计为可以在复制尽可能少的集合的同时完成修改。

还要注意，对sm 引用的集合的这种修改是可能的，因为您将sm 声明为var，而不是val。由于您只是通过返回一个新集合来“修改”集合，因此存储在变量中的引用必须更改。相反，可变集合可以就地修改，因此在这种情况下，您可以更改sm 引用的集合，即使sm 被声明为val。

关于您关于sm += 的定义位置的问题，它是sm = sm + 的语法糖。表达式 sm + (2 -> 'x') 返回对添加此元素产生的新集合的引用，然后将此引用分配给 sm。