为什么在 Scala 中创建 List 时需要使用 Nil？

Question

我对列表有一个基本问题。

当我尝试使用cons操作符创建列表时，我收到了以下错误：

scala> val someList = 1::2
<console>:10: error: value :: is not a member of Int
   val someList = 1::2
                   ^

但是如果你看下面，只要我在末尾添加Nil，它就可以工作...

    scala> val someList = 1::2::Nil
    someList: List[Int] = List(1, 2)

我想知道为什么在创建列表时至少需要一次使用Nil

Nil是数据类型吗？还是空元素？

- Surender Raja

Answer 1

正是因为这个原因。

value :: 不是 Int 的成员

在 Scala 中，运算符实际上是对象上的函数。在这种情况下，:: 是 Nil 对象上的一个函数，它实际上是一个空列表对象。

scala> Nil
res0: scala.collection.immutable.Nil.type = List()

当你执行1::2时，Scala会在2上查找名为::的函数，但它没有找到。这就是为什么会出现错误的原因。

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注意：在Scala中，如果操作符的最后一个字符不是冒号，则该操作符被调用时将在第一个操作数上进行。例如，1 + 2实际上是1.+(2)。但是，如果最后一个字符是冒号，则该操作符将在右侧操作数上调用。因此，在这种情况下，1 :: Nil实际上是Nil.::(1)。由于::返回另一个列表对象，您可以像这样链接它：1 :: 2 :: Nil实际上是Nil.::(2).::(1)。

- thefourtheye

Answer 2

以:结尾的中缀运算符会被解释为在右侧操作数上调用方法。所以 1 :: 2 等价于 2.::(1)，即它在 2 上调用了方法 ::。同样地，1 :: 2 :: Nil 等价于 Nil.::(2).::(1)。

第一个无法正常工作的原因是 2 是一个Int 类型，而Int类型没有 :: 方法。第二个可以正常工作的原因是 Nil 是一个列表，而列表确实有一个 :: 方法。由于 List.:: 的结果也是一个列表，因此您仍然可以在第一个 :: 的结果上调用::方法。

- sepp2k

Answer 3

Nil是创建作为递归数据结构的List的基本构建块。List是有用的数据结构，提供恒定的时间访问O(1)到头部（第一个元素）。

List在其最小核心上，基于3个操作构建： head， tail和isEmpty。 Nil是List的单例子类，因此它是表示空列表的一种特殊的独特实例。在List上定义了cons运算符::来递归地构建列表，将一个元素追加到List中。

请参见List特质和Nil对象的定义（高度简化）。

trait List[A] {
    def head: A
    def tail: List[A]
    def isEmpty: Boolean
}
case object Nil extends List[Nothing] {
    def head = throw new NoSuchElementException("head of empty list")
    def tail = throw new UnsupportedOperationException("tail of empty list")
    def isEmpty = true
}

由于任何以 : 结尾的标识符/运算符都与右侧相关，:: 运算符也与右侧相关。

当你写 1::2::3 时，Scala 尝试将此调用重写为 3.::(2.::(1))。即 3 成为第一个 :: 调用的接收器，该接收器不存在于任意数据类型（在本例中为 Int）。

这就是为什么你总是基于空列表 - Nil 来构建。将每个元素逐一添加到空列表 Nil 中。

- Pranav Shukla

Answer 4

任何以冒号:结尾的Scala运算符都在右操作数上定义。因此，当您编写1::2时，意味着::应该在2上定义，即在Int上定义，但实际上不是这样的。 Nil是List的一个值，并且在其上定义了一个方法::。因此，当您编写1 :: 2 :: Nil时，它将被计算为(Nil.::(2)).::(1)。

- curious