为什么更喜欢类型类而不是继承？

Question

根据这个Erik Osheim's slide，他说继承可以解决和类型类一样的问题，但提到继承有一个问题叫做：

brittle inheritance nightmare

并说继承是

tightly coupling the polymorphism to the member types

他是什么意思？

在我看来，继承擅长于扩展，要么改变现有类型的实现，要么向接口添加新的成员类型（子类型）。

trait Foo { def foo }

class A1 extends Foo{
  override def foo: Unit = ???
}

//change the foo implementation of the existing A1
class A2 extends A1 with Foo{  
  override def foo = ???
}

// add new type B1 to Fooable family
class Bb extends Foo{        
  override def foo = ???
}

现在在类型类方面：

trait Fooable[T] { … }
def foo[T:Fooable](t:T) = …

class Aa {…}
class Bb {…}
object MyFooable {
  implicit object AaIsFooable extends Fooable[Aa]
  implicit object B1IsFooable extends Fooable[Bb]
   …
}

我看不出有任何理由更喜欢 Typeclass ，我是不是漏掉了什么？

Answer 1

当使用继承来实现临时多态性时，我们可能需要严重污染值对象的接口。

假设我们要实现一个实数和一个复数。没有任何功能，这就像写

一样简单

case class Real(value: Double)

case class Complex(real: Double, imaginary: Double)

现在假设我们要实现

的加法

两个实数
一个实数和一个复数
两个复数

一个使用继承的解决方案（编辑：其实我不确定这是否可以称为继承，因为特征中的方法add没有实现。但是，在这方面，该示例与 Erik Orheim 的示例没有区别）可能如下所示：

trait AddableWithReal[A] {
  def add(other: Real): A
}

trait AddableWithComplex[A] {
  def add(other: Complex): A
}

case class Real(value: Double) extends AddableWithComplex[Complex] with AddableWithReal[Real] {
  override def add(other: Complex): Complex = Complex(value + other.real, other.imaginary)

  override def add(other: Real): Real = Real(value + other.value)
}

case class Complex(real: Double, imaginary: Double) extends AddableWithComplex[Complex] with AddableWithReal[Complex] {
  override def add(other: Complex): Complex = Complex(real + other.real, imaginary + other.imaginary)

  override def add(other: Real): Complex = Complex(other.value + real, imaginary)
}

因为 add 的实现与 Real 和 Complex 紧密耦合，我们必须在每次添加新类型（例如整数）和每次新操作时扩大它们的接口是需要的（例如，减法）。

Type classes 提供了一种将实现与类型分离的方法。例如，我们可以定义特征

trait CanAdd[A, B, C] {
  def add(a: A, b: B): C
}

并使用隐式单独实现加法

object Implicits {
  def add[A, B, C](a: A, b: B)(implicit ev: CanAdd[A, B, C]): C = ev.add(a, b)
  implicit object CanAddRealReal extends CanAdd[Real, Real, Real] {
    override def add(a: Real, b: Real): Real = Real(a.value + b.value)
  }
  implicit object CanAddComplexComplex extends CanAdd[Complex, Complex, Complex] {
    override def add(a: Complex, b: Complex): Complex = Complex(a.real + b.real, a.imaginary + b.imaginary)
  }
  implicit object CanAddComplexReal extends CanAdd[Complex, Real, Complex] {
    override def add(a: Complex, b: Real): Complex = Complex(a.real + b.value, a.imaginary)
  }
  implicit object CanAddRealComplex extends CanAdd[Real, Complex, Complex] {
    override def add(a: Real, b: Complex): Complex = Complex(a.value + b.real, b.imaginary)
  }
}

这种解耦至少有两个好处

防止Real和Complex接口污染
允许引入新的 CanAdd 功能，但不能修改可添加的 classes 的源代码

例如，我们可以定义CanAdd[Int, Int, Int]来添加两个Int值而不修改Int class：

implicit object CanAddIntInt extends CanAdd[Int, Int, Int] {
  override def add(a: Int, b: Int): Int = a + b
}

为什么更喜欢类型类而不是继承？

Why prefer Typeclass over Inheritance?

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