实现类型类

_类型类_是一种抽象的参数化类型，它允许您在不使用子类型的情况下向任何封闭数据类型添加新行为。 这在多用例中很有用，例如：

• 表达你不拥有的类型——来自标准库或第三方库——如何符合这种行为
• 为多种类型表达这种行为，而不涉及这些类型之间的子类型关系

在 Scala 3 中，类型类只是具有一个或多个参数的 traits，其实现由 given 实例提供。

例子

例如，Show 是 Haskell 中众所周知的类型类，下面的代码显示了在 Scala 3 中实现它的一种方法。 如果您认为 Scala 类没有 toString 方法，您可以定义一个 Show 类型类，然后把此行为添加到任意的类，这个类是能够转换为自定义字符串。

类型类

创建类型类的第一步是声明具有一个或多个抽象方法的参数化 trait。 因为 Showable 只有一个名为 show 的方法，所以写成这样：

// a type class
trait Showable[A]:
  extension(a: A) def show: String

这是 Scala 3 的说法，任何实现此 trait 的类型都必须定义 show 方法的工作方式。 请注意，语法非常接近普通的 trait：

// a trait
trait Show:
  def show: String

有几件重要的事情需要指出：

1. 像 Showable 这样的类型类有一个类型参数 A 来说明我们为哪种类型提供了 show 的实现；相反，像 Show 这样的正常特征不会。
2. 要将 show 功能添加到特定类型 A，正常 trait 需要 A extends Show，而对于类型类，我们需要实现 Showable[A]。
3. 为了在两个 Showable 中允许相同的方法调用语法来模仿 Show，我们将 Showable.show 定义为扩展方法。

实现具体实例

下一步是确定在应用程序中，Showable 适用于哪些类，然后为它们实现该行为。 例如，为这个 Person 类实现 Showable：

case class Person(firstName: String, lastName: String)

你将为 Showable[Person] 定义一个 given 值。 这段代码为 Person 类提供了一个 Showable 的具体实例：

given Showable[Person] with
  extension(p: Person) def show: String =
    s"${p.firstName} ${p.lastName}"

如图所示，这被定义为 Person 类的扩展方法，它使用 show 方法主体内的引用 p。

使用类型类

现在你可以像这样使用这个类型类：

val person = Person("John", "Doe")
println(person.show)

同样，如果 Scala 没有可用于每个类的 toString 方法，您可以使用此技术将 Showable 行为添加到您希望能够转换为 String 的任何类。

编写使用类型类的方法

与继承一样，您可以定义使用 Showable 作为类型参数的方法：

def showAll[S: Showable](xs: List[S]): Unit =
  xs.foreach(x => println(x.show))

showAll(List(Person("Jane"), Person("Mary")))

具有多种方法的类型类

请注意，如果要创建具有多个方法的类型类，则初始语法如下所示：

trait HasLegs[A]:
  extension (a: A)
    def walk(): Unit
    def run(): Unit

一个真实的例子

有关如何在 Scala 3 中使用类型类的真实示例，请参阅多元相等性部分中的 CanEqual 讨论。