Java中的用户定义值类是怎样的？

Question

我认为我能通过与Haskell的newtype进行比较来理解Scala 2.10中新的“value class”功能：

trait BoundedValue[+This] extends Any { this: This =>

  def upperBound: This

  def lowerBound: This

}

class Probability @throws(classOf[IllegalArgumentException]) (v: Double) extends AnyVal with BoundedValue[Probability] {

  val value: Double = if ((v >= 0.0) && (v <= 1.0)) v else throw new IllegalArgumentException((v.toString) + "is not within the range [0.0, 1.0]")

  override val upperBound: Probability = new Probability(0.0)

  override val lowerBound: Probability = new Probability(1.0)

  // Implement probability arithmetic here;
  // will be represented by Double at runtime.

}

我有一个问题，当使用声明值类的Scala包的Java代码时，值类会以什么形式出现？从Java方面来看，值类是否像引用类一样出现，还是完全被擦除（因此显示为它所包装的类型）？换句话说，在源级别涉及Java时，值类有多安全？

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编辑

根据SIP-15文档（链接在Daniel的答案中），上面的代码无法编译，因为值类不允许具有任何初始化逻辑，因为要么v必须明确为val，要么Probability必须在其伴生对象上具有一个unbox方法和相应的box方法，并且值类必须具有正好一个字段。正确的代码如下：

trait BoundedValue[This <: BoundedValue[This]] extends Any { this: This =>

  def upperBound: This

  def lowerBound: This

}

class Probability private[Probability] (value: Double) extends AnyVal with BoundedValue[Probability] {

  @inline override def upperBound: Probability = new Probability(0.0)

  @inline override def lowerBound: Probability = new Probability(1.0)

  @inline def unbox: Double = value

  // Implement probability arithmetic here;
  // will be represented by Double at runtime (mostly).

}

object Probability {

  @throws(classOf[IllegalArgumentException])
  def box(v: Double): Probability = if ((v >= 0.0) && (v <= 1.0)) new Probability(v) else throw new IllegalArgumentException((v.toString) + "is not within the range [0.0, 1.0]")

}

这个问题本身仍然有效，不过需要注意的是。

- Ptharien's Flame

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在你的测试程序中，你能否从Java推出包装后的值到有效范围之外？ - David Harkness

@DavidHarkness，我现在没有可以使用2.10.0-M4的机器，所以我不知道。我会在有机会时进行检查。 - Ptharien's Flame

Answer 1

值类编译成普通类，并且可能出现为引用。

它们的神奇之处在于，当值类不逃离作用域时，所有与其相关的代码都被擦除，有效地内联所有代码。当然，这也提供了额外的类型安全性。

另请参见 SIP-15，其中解释了其机制。

- Daniel C. Sobral

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谢谢！我以为我已经读过SIP了，但实际上我还没有。 - Ptharien's Flame

一个同样有趣的问题是，“在没有值类型本身的平台上（例如JVM），Scala值类型如何编码？”另一个问题是，“在具有值类型本身的平台上（例如CLI），Scala值类型如何编码？”例如，Scala值类型是否可以编译为CLI上的结构体？它们是否保证始终被编译为结构体？ - Jörg W Mittag

你的问题非常有趣，但我意识到不仅CLI结构体不受支持（上次我读SIP时没有提到它们），而且它们可能也没什么用。值类只能有一个字段，就像Haskell的newtypes一样，因此我认为使用结构体而不是基元类型并不能帮助解决问题。 结构体在内存使用方面有很多优势，但要使用它们，应该提供一个单独的机制，即请求此行为的注释，可以忽略它。语义问题是，结构体应该只在CLI上从AnyVal继承，而不是在JVM上。 - Blaisorblade

据我所知，如果一个值类型超出了其作用域，它会被包装（我的意思是，该值将被包装在对象中，而不是内联）。实际上，该值“几乎总是”内联的 :-) 请参见我的问题的答案在这些情况下，Scala值类将被“包装”，对吗？ - KajMagnus