scala中的by-name parameter详解

[转载自 Gossip@caterpillar]

个人翻译为简体中文， 供自己学习使用

scala中的by-name parameter介绍：

到目前為止，所定义的带参数的函数，必须先根据参数的表达式计算出值，然后才能调用该函数。例如：

def sum(a: Int, b: Int) = a + b

println(sum(1 + 2, 3 + 4))       // 显示10

在调用函数sum之前，1+2和3+4都会先被计算出结果，然后以sum(3, 7)的方式来调用sum函数，a 和 b 这两个参数称为传值参数（By-value paramenter）。

考虑另一种情况， 如果你想开发以下函数：

def unless(cond: Boolean, func: () => Any) = {
    if(!cond) {       
         func()   
    }
}

unless(false, () => println("XD"))
unless(true,  () => println("Orz"))

这个函数的作用是：除非cond为true， 否则就执行传入的函数字面量。所传入的函数字面量是无参的函数，不过 () => 仍然不能省略，也就是说你不能够写成以下形式：

unless(false, println("XD"))   // 该形式编译时错误

如果你想要省略()=>， 则可以这样定义该函数：

def unless(cond: Boolean, expr: => Any) = {   
    if(!cond) {
         expr   
    }
}

unless(false, println("XD"))
unless(true,  println("Orz"))

在这个定义下， expr的参数类型是 =>Any ， 称之为传名参数 （By-name parameter）。
可以看到， 在调用，unless函数时， 直接写了println("XD")这个表达式，省略了()=>部分。
事实上， 省略()=>并不是这个例子的重点， 重点在于println("XD")表达式，不会被马上执行，真正执行是在cond参数为false时，也就是unless函数中if结果为true时。

传名参数的命名由此而来， 献给予所给定的参数表达式一个名称，然后以这个名称代替参数表达式的执行结果来调用该函数，真正执行该表达式的位置则是在你所定义的函数内部。

需要注意的是，传名参数并不是一个函数字面量，它只是一个表达式的别名。所以你不能按照下面的写法来用：

def unless(cond: Boolean, expr: => Any) = {
    if(!cond) {
        expr()   // 不能有括號
    }
}

对于scala中短路的与&&和短路或 || 其实都是方法的名称， 那它们是如何实现短路作用的呢？其实就是用传名参数实现的。以下是模拟短路与 && 的函数：

def and(c1: Boolean, c2: => Boolean) = {
    if(c1) c2 else c1
}

println(and(5 > 3, 10 > 3))  // true
println(and(5 > 3, 10 < 3))  // false
println(and(1 > 3, 10 > 3))  // false

以下這個範例可以證明上面的and函式確實有捷徑運算的作用：

def and(c1: Boolean, c2: => Boolean) = {   
    if(c1) c2 else c1
}
println(and(5 > 3, {print("run.. "); 10 > 3}))  // 顯示 run.. false
println(and(1 > 3, {print("run.. "); 10 > 3}))  // 顯示 false

由于第一个and函数被调用时，5>3成立，所以必须要检测第二个表达式， 因而会显示run...的信息。而第二个and函数调用时，1>3为false，所以就不需要检测第二个表达式了，直接返回false，所以不会显示run...的信息。

在scala中，没有until的功能，也就是除非条件成立，否则就反复执行一些功能，一下是模拟until功能的函数：

def until(cond: => Boolean, expr: => Unit) {
    if(!cond) {      
       expr       
        until(cond, expr)   
    }
}

var count = 10
until(count == 0, {   
   println(count)   
   count -= 1
})

如果将第一个参数改为cond：Boolean，那么until函数将永远不会停止， 因为count == 0会先运算为false，在传递给until函数。所以until函数中的！cond将永远为true，所以一直跑下去。直到堆栈溢出为止。

事实上， 如果使用scala中的currying特性， 可以让unless和util函数看起来就像语言的内置控制结构一样。这也是scala支持扩展性的一个方式。

(完)