什么是关于案例类继承的问题？

Question

在寻找其他内容的过程中，很偶然地我发现了一些有关case class继承是多么恶魔般的评论。有这个叫做ProductN的东西，卑鄙和国王、精灵和巫师，以及在case class继承中会失去某种非常理想的属性。那么case class继承有何问题？

- Ashkan Kh. Nazary

Answer 1

一个词: equality

case类提供了equals和hashCode的默认实现。这个等价关系被称为equals，它遵循以下属性：

1. 对于所有的x，x equals x是true（自反性）
2. 对于x、y和z，如果x equals y和y equals z，那么x equals z（传递性）
3. 对于x和y，如果x equals y，那么y equals x（对称性）

一旦你允许在继承层次结构中使用相等，就可能破坏2和3。下面的示例可以轻松地证明这一点：

case class Point(x: Int, y: Int)
case class ColoredPoint(x: Int, y: Int, c: Color) extends Point(x, y) 

然后我们有：

Point(0, 0) equals ColoredPoint(0, 0, RED)

但是不是这样

ColoredPoint(0, 0, RED) equals Point(0, 0)

你可能会认为所有类层次结构都可能存在这个问题，这是正确的。但是，case类的存在是为了从开发者的角度简化相等性（以及其他原因），因此让它们表现出不直观的行为将是一个内部错误！

---

还有其他原因，特别是copy没有按预期工作和与模式匹配器的交互。

- oxbow_lakes

---

在面向对象的范式中，这种不对称等价关系似乎是一件有用的事情，就像在类型层面上，ColoredPoint 是 Point 的子类，但反之则不然。也许需要给它取一个不同于 equals 的名字... 可能是 subEquals？ - Luigi Plinge

这个例子在2.10.2中无法编译。 - expert

一个通用的等于（equals）方法很容易实现，可以满足相等性，将该类作为比较的成员。复制的问题看起来只是一个错误，并且与模式匹配器的交互应该可以正常工作，就像对于非 case 类层次结构一样。 - aepurniet

只有在其父类没有覆盖它时，case class 才会获得 equals，因此在这种情况下，ColoredPoint 将使用 Point 的 equals/hashCode（我不知道这是否已经是2012年的情况），这是对称的（和反射和传递）。你可以认为 ColoredPoint(0, 0, RED) == ColoredPoint(0, 0, GREEN) 是不直观的，我也同意，但问题并不在于 case class 继承：如果 Point 是一个非 case 类覆盖 equals，你将遇到完全相同的问题。copy 更成问题。 - Alexey Romanov

请问有人能够提供最佳实践解决ColoredPoint问题来扩展这个答案吗？ - user267817

Answer 2

那并不是完全正确的。这比谎言更糟糕。

正如aepurniet所提到的，在任何情况下，限制定义区域的类继承者必须重新定义相等性，因为模式匹配必须与相等性完全一致（如果尝试将Point作为ColoredPoint进行匹配，则不会匹配，因为color不存在）。

这使我们了解了如何实现案例类层次结构的相等性。

case class Point(x: Int, y: Int)
case class ColoredPoint(x: Int, y: Int, c: Color) extends Point(x, y)

Point(0, 0) equals ColoredPoint(0, 0, RED)  // false
Point(0, 0) equals ColoredPoint(0, 0, null) // true

ColoredPoint(0, 0, RED) equals Point(0, 0)  // false
ColoredPoint(0, 0, null) equals Point(0, 0) // true

最终，即使是case类的后继者（无需覆盖相等性），也有可能满足相等关系的要求。

case class ColoredPoint(x: Int, y: Int, c: String)
class RedPoint(x: Int, y: Int) extends ColoredPoint(x, y, "red")
class GreenPoint(x: Int, y: Int) extends ColoredPoint(x, y, "green")

val colored = ColoredPoint(0, 0, "red")
val red1 = new RedPoint(0, 0)
val red2 = new RedPoint(0, 0)
val green = new GreenPoint(0, 0)

red1 equals colored // true
red2 equals colored // true
red1 equals red2 // true

colored equals green // false
red1 equals green // false
red2 equals green // false

def foo(p: GreenPoint) = ???

- user1303559