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dynamic.adoc

File metadata and controls

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Dynamic Type

我曾经犹豫是否应该将 Dynamic Type 加入到这篇文章。最后，我决定还是加吧，因为这样的话可以使得这篇描述类型的文章更完整。那么问题是，为什么我会这么犹豫呢？

*Scala 允许我们在一个 Staticly/Strictly Typed 语言中有 Dynamic Types！*这就是为什么我考虑跳过，并想在其它位置描述它 - 因为它基本是在 "hacking around" 你所看过的类型。 让我们在看看实际例子，以及它是如何融入到 Scala 类型生态系统中的。

想象一个包含任意 JSON 数据 JsonObject 类。现在我们定义方法匹配这个 JSON 对象的键值，返回一个 Option[JValue]，其中一个 JValue 可以是另一个 JObject，JArray，JString 或者 JNumber。 用法类似于下面的例子。

但是在这之前，要记得在文件（或者 REPL）导入开启这个语言特征。有不少特征（比如实验性质的宏）需要在文件中显式导入才能开启。 如果你想要了解更多有关这些特征，可以看看 scala.language 对象或者读一读文档 Scala Improvement Process 18 SIP-18

// 记住，我们需要导入才能开启这个语言特征
import scala.language.dynamics
// TODO: 缺少实现
class Json(s: String) extends Dynamic {
  ???
}

val jsonString = """
  {
    "name": "Konrad",
    "favLangs": ["Scala", "Go", "SML"]
  }
"""

val json = new Json(jsonString)

val name: Option[String] = json.name
// （一旦我们加入了实现）上述代码就可以通过编译

那么…​ 我们是如何在静态语言中融入动态类型的呢？答案很简单 - 编译器重写和一个*特殊的标记特质*：scala.Dynamic。

好了，结束胡言乱语然后回到基础。那么…​我们怎么使用这些动态类型呢？事实上，我们需要实现几个魔术方法：

  • applyDynamic

  • applyDynamicNamed

  • selectDynamic

  • updateDynamic

让我们依次通过例子了解它们。

applyDynamic

好了，我们的第一个魔术方法看起来像：

// applyDynamic 例子
object OhMy extends Dynamic {
  def applyDynamic(methodName: String)(args: Any*) {
    println(s"""|  methodName: $methodName,
                |args: ${args.mkString(",")}""".stripMargin)
  }
}

OhMy.dynamicMethod("with", "some", 1337)

applyDynamic 的签名接受方法名字和方法参数。在这里我们依次访问它们，构造出一个字符串。我们的实现仅打印出我们所关心的方法调用。 比如该方法是否真的得到了我们希望的参数值/方法名字？方法输出将会是：

methodName: dynamicMethod,
  args: with,some,1337

applyDynamicNamed

好了，刚才的例子很简单。但是 applyDynamic 不能让我们控制参数的名字。如果我们能过写 JSON.node(nickname = "ktoso") 该多好呀？Hmm…​事实是我们确实可以！

// applyDynamicNamed 例子
object JSON extends Dynamic {
  def applyDynamicNamed(name: String)(args: (String, Any)*) {
    println(s"""Creating a $name, for:\n "${args.head._1}": "${args.head._2}" """)
  }
}

JSON.node(nickname = "ktoso")

这一次我们不仅得到一串参数值的列表，还得到了参数的名字。多亏了这个，这次例子的输出是：

Creating a node, for:
"nickname": "ktoso"

现在我可以想象基于 applyDynamicNamed 可以构建出一些很漂亮的 DSLs！

selectDynamic

现在，是时候看看一些更加"不寻常"的方法了。我们很容易理解 apply 方法。它们只是些拥有任意名字的方法。但是，是不是 Scala 中所有动态类型都需要定义成方法 - 或者说我们可不可以在对象中定义一个类似于字段的方法？ 让我们尝试一下！这里的例子使用 applyDynamic，然后尝试表现出我们定义了一个没有 () 的方法：

OhMy.name // 编译错误

为什么用 applyDynamic 不行呢？我猜你已经知道原因了。这些方法（没有 ()）会被*特殊*处理，因为它们通常代表字段。这样的调用不会触发 applyDynamic。

让我们看看我们的第一个 selectDynamic 调用：

class Json(s: String) extends Dynamic {
  def selectDynamic(name: String): Option[String] =
    parse(s).get(name)
}

这次，当我们执行 HasStuff.bananas，我们会得到 "I have bananas!"。注意到我们返回了值而不是将它打印出来。这是因为这次方法调用要表现的像一个字段一样。 而且这里描述的其他方法中也可以返回值（可以是任意类型）（applyDynamic 可以返回出一个字符串而不是打印出来）

updateDynamic

你会问还剩下什么呢？那么你可以问问你自己：既然我可以像 Dynamic 对象一样为某些字段定义了某些值…​那么我还能用它来做什么呢？ 我的回答是："设置字段的值"。这就是 updateDynamic 的作用。但是 updateDynamic 有一条特殊的规则 - 只有你实现了 selectDynamic，它才有用。 如果我们只实现了 updateDynamic，我们会得到 selectDynamic 没有实现的错误，无法通过编译。 如果你仔细思考，你会发现从语义来说这很合理。

当我们完成了这个例子后，实际上我们可以让上一个（错误）代码片段正确工作。

object MagicBox extends Dynamic {
  private var box = mutable.Map[String, Any]()

  def updateDynamic(name: String)(value: Any) { box(name) = value }
  def selectDynamic(name: String) = box(name)
}

使用这个 Dynamic "MagicBox"，我们可以将值存放在任意的"字段"（它们看起来确实很像字段，但实际上并不是;-)）。一个运行例子如下：

scala> MagicBox.banana = "banana"
MagicBox.banana: Any = banana

scala> MagicBox.banana
res7: Any = banana

scala> MagicBox.unknown
java.util.NoSuchElementException: key not found: unknown

另外…​你是否感兴趣 Dynamic（https://github.com/scala/scala/blob/2.13.x/src/library/scala/Dynamic.scala[源代码见此]）是如何实现的？有趣的是 Dynamic 特质本身没有做任何事情 - 它是"空的"，仅仅是个标记接口。 显然，这里所有重活（调用方重写(call-site-rewriting)）都由编译器完成。