在Scala（和Java）中，类和类型有什么区别？

Question

在Scala（和Java）中，类和类型有什么区别？

javaclassscalatypeslanguage-design

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Scala

在Scala中，类和类型之间的区别在哪里可以观察到，为什么这种区别很重要？

这只是从语言设计角度考虑的问题，还是在编写Scala程序时有“实际”影响的问题？

或者它对“保护类型系统的边界”是基本的（Nothing，Null让我想到了）？

Java

在Java中，有多少上面提到的考虑/差异/问题同样也可以被识别出来？

（请参见Type和Class之间的区别是什么？作为一种非特定语言的介绍。）

- soc

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好问题！我会等待看看是否有比我更知道的人回答它，否则我会试着回答它。 - Daniel C. Sobral

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继续吧，丹尼尔，你知道你想要的……虽然我认为引用的答案已经很准确地解决了问题。如果可以的话，也涉及“种类”的问题 :) - Kevin Wright

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我很愿意看到Martin Odersky的回复。 - gerferra

4个回答

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好的，我来翻译一下... James给出了一个不错的答案，所以我将尝试一个不同的方法，给出更加平易近人的观点。

广义上来说，类是可以被实例化的东西。单例对象（Scala）、特质（Scala）和接口（Scala）通常也被认为是类。这是有道理的，因为单例仍然会通过编译器生成的代码进行实例化，而接口可以作为子类的一部分进行实例化。

这就带我们到了第二点。在大多数面向对象语言中（虽然不包括基于原型的语言，如JavaScript），类是主要的设计单位。多态性和子类化都是以类为基础定义的。类还提供了命名空间和可见性控制。

类型是一种非常不同的存在，系统可以表达的每个可能值都将具有一个或多个类型，有时这些类型可以等同于类，例如：

(Int) => String // both the type and class are Function1[Int,String]
"hello world" // class and type are String

同时，你也会发现Scala和Java之间存在一些有趣的不同点：

7 // both the class and type are Int in Scala
  // in Java there's no class and the type is Integer.TYPE

println("hello world") // the return type is Unit, of class Unit
                       // Java has void as a type, but no corresponding class

error("oops") // the type and class are both "Nothing"

还有一些非类类型的有趣类型。例如，this.type 总是指向 this 的唯一类型。它是单个实例独有的，甚至与同一类的其他实例不兼容。

还有抽象类型和类型参数。例如：

type A // 'A' is an undetermined abstract type
       // to be made concrete in a subclass

class Seq[T] { ... } // T is a type, but not a class

Seq是一个有趣的类，但不是一个类型。更准确地说，它是一个“类型构造器”，当提供必要的类型参数时，它将构造一个有效的类型。类型构造器的另一个术语是“高阶类型”，我个人不喜欢这个术语，因为“类型构造器”鼓励我考虑像任何其他形式的参数一样提供类型 - 这是一种在Scala中表现良好的心理模型。

“higher-kinded”正确地暗示了Seq具有“kind”，即* => *，此符号表示Seq将接受一个类型并产生一个类型（这类似于用于描述函数的柯里化符号）。相比之下，Map的kind是* => * => *，因为它需要两个类型参数。

- Kevin Wright

“类型构造器”和“高阶类型”的区别在于它们的使用方式。在Java中，List不能作为一种类型（忽略原始类型，它们很糟糕），但是List可以作为一种类型构造器。而在Scala中，它可以两种方式都使用。 - James Iry

@James - 即使有这样的区分，当你开始查看编译器内部表示时，它变得更加错综复杂。特别是当你开始考虑擦除时。 - Kevin Wright

Java有void作为一种类型，但没有相应的类。Java有一种类型来表示void：java.lang.Void。它可以类似于“装箱类型”Integer、Double等进行使用。它在反射和并发API中被广泛使用，并且可以随意在类声明和主体中使用。 - Glen Best

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一种类型本身可以很有用，即使没有任何实例。一个例子是所谓的“幽灵类型”。这里有一个Java的例子：http://michid.wordpress.com/2008/08/13/type-safe-builder-pattern-in-java/ 在这个例子中，我们有一个public static class Initializer<HA, HB>，其中HA和HB取一些类型（由抽象类TRUE和FALSE表示），而不需要实例化。

希望这能说明类型和类是不同的东西，类型本身可以很有用。

- Landei

一个抽象基类不能作为幻影类型吗？ - J D

基本上任何东西都可以作为幻影类型，它只是类型系统的一种“标签”。 - Landei

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（仅适用于Java）我认为，类型是一组对象。如果对象o是集合X的成员，则对象o是类型X。如果集合X是集合Y的子集，则类型X是子类型 of Y。

对于每个类C（不是接口），都有一组从new C(...)创建的对象。有趣的是，我们很少关心这个集合。（但每个对象确实属于这样一个集合，这可能是有用的事实）

对于每个类C，都有一个类型t(C)，通常称为“类型C”，它是可以从new S(...)创建的所有对象的集合，其中S是C或C的子类。

同样，对于每个接口I，都有一个类型t(I)，“类型I”，它是可以从new S(...)创建的所有对象的集合，其中S实现了I。

显然，如果类S是类C的子类，则类型S是类型C的子类型。接口I同理。

有一个空类型，即空集。空类型是每种类型的子类型。

有一个包含所有对象的集合，即Object类型。它是每种类型的超类型。

到目前为止，这种形式主义相当无用。类型基本上与类或接口相同，子类型关系基本上是子类/子接口关系。这种平凡性是一件好事，语言易于理解！但是进入泛型时，会出现更复杂的类型和类型的并集和交集等操作。类型不再仅限于类和接口，子类型关系更加丰富和难以理解。

- irreputable

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即使忽略泛型，它也比那更复杂。一个 int 显然有一种类型，但没有类或接口。你也可以轻松地讨论返回 void 类型的方法，但同样没有类。 - Kevin Wright

那么这几乎是一个循环定义。 - J D

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可以查看英文原文，
原文链接

- James Iry · Accepted Answer

当你说“类型”时，我会假设你主要是指静态类型。但我会简要谈一下动态类型。

静态类型是程序部分的属性，可以在不运行它的情况下静态证明（静态意味着“不运行它”）。在静态类型语言中，每个表达式都有一个类型，无论你是否编写它。例如，在类似于Cish的“int x = a * b + c - d”中，a、b、c和d具有类型，a * b具有类型，a * b + c具有类型，a * b + c - d具有类型。但我们只为x注释了一个类型。在其他语言中，如Scala、C＃、Haskell、SML和F＃，甚至这也是不必要的。

可证明的确切属性取决于类型检查器。

另一方面，Scala风格的类只是一组对象的规范。该规范包括一些类型信息和许多实现和表示细节，例如方法体和私有字段等。在Scala中，类还指定了一些模块边界。

许多语言都有类型，但没有类，许多语言都有类，但没有（静态）类型。

类型和类之间有几个可观察的差异。List [String]是一种类型，但不是类。在Scala中，List是一个类，但通常不是类型（实际上它是一种更高级的类型）。在C＃中，List不是任何类型的类型，在Java中，它是一个“原始类型”。

Scala提供了结构类型。{def foo：Bar}表示具有可证明具有返回Bar的foo方法的任何对象，而与类无关。这是一种类型，但不是类。

类型可以使用类型参数进行抽象。当您编写def foo[T](x: T) = ...时，foo的内部T是一种类型。但是，T不是一个类。

Scala中的类型可以是虚拟的（即“抽象类型成员”），但是目前无法使用Scala使类成为虚拟类（尽管有一种繁琐的方法可以对虚拟类进行编码https://wiki.scala-lang.org/display/SIW/VirtualClassesDesign）。

现在，动态类型。动态类型是对象的属性，在执行某些操作之前运行时会自动检查。在基于类的面向对象动态类型语言中，类型和类之间存在强关联。在诸如Scala和Java等JVM语言中也会发生同样的情况，这些语言具有只能通过动态检查（例如反射和转换）进行的操作。在这些语言中，“类型擦除”或多或少意味着大多数对象的动态类型与其类相同。或多或少。例如，数组通常不会被擦除，以便运行时可以区分Array [Int]和Array [String]之间的区别。但请记住我的广义定义“动态类型是运行时自动检查的对象属性。”当您使用反射时，可以向任何对象发送任何消息。如果对象支持该消息，则一切都能正常工作。因此，即使它不是一个类，将所有可以像鸭子一样嘎嘎叫的对象称为动态类型也是有意义的。这就是Python和Ruby社区所谓的“鸭子类型”的本质。同样，根据我的广义定义，甚至“零值”在大多数语言中也是一种动态类型，因为运行时会自动检查数字以确保您不会除以零。有非常非常少的语言可以通过使零（或非零）成为静态类型来静态证明它。

最后，正如其他人所提到的，有一些类型（例如int）没有类作为实现细节，有一些特殊的类型（例如Null和Any）可以但没有类，还有一些类型（例如Nothing）甚至没有任何值，更别说类了。