Scala 中的泛型（Generics）是一种允许类、方法或函数在定义时使用类型参数的特性。通过泛型，可以编写更通用、类型安全的代码，避免重复定义相似逻辑的类或方法。泛型在 Scala 中广泛应用于集合类（如 List、Set、Map 等）以及自定义类和函数中。

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1. 泛型的基本概念

• 类型参数：

  • 泛型允许在定义类、方法或函数时使用占位符类型（如 [A]、[T] 等），这些占位符类型在实例化或调用时被具体类型替换。

  • 例如，List[A] 中的 A 是一个类型参数，表示列表中的元素类型可以是任意类型。

• 类型安全：

  • 泛型在编译时检查类型，避免运行时类型错误。

• 代码复用：

  • 通过泛型，可以编写通用的代码逻辑，适用于多种类型。

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2. 泛型的定义和使用

2.1 泛型类

泛型类允许在类定义中使用类型参数。例如：

// 定义一个泛型类 Box，类型参数为 A
class Box[A](value: A) {
  def getValue: A = value
}

// 使用泛型类
val intBox = new Box[Int](42)       // 类型参数 A 被替换为 Int
val stringBox = new Box[String]("Hello")  // 类型参数 A 被替换为 String

println(intBox.getValue)    // 输出: 42
println(stringBox.getValue) // 输出: Hello

• [A]：类型参数，表示 Box 类可以接受任意类型。

• value: A：类的构造函数参数，类型为 A。

• getValue: A：类的方法，返回类型为 A。

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2.2 泛型方法

泛型方法允许在方法定义中使用类型参数。例如：

// 定义一个泛型方法，返回两个值中的较大值
def max[A](x: A, y: A)(implicit ord: Ordering[A]): A = {
  if (ord.gt(x, y)) x else y
}

// 使用泛型方法
println(max(10, 20))       // 输出: 20
println(max("apple", "banana")) // 输出: banana

• [A]：类型参数，表示 max 方法可以接受任意类型。

• implicit ord: Ordering[A]：隐式参数，用于比较类型 A 的值。

• 以上函数的代码讲解见下面链接：Scala 解析代码_Ordering-CSDN博客

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2.3 泛型函数

泛型函数与泛型方法类似，可以在函数定义中使用类型参数。例如：

// 定义一个泛型函数，返回列表的第一个元素
def firstElement[A](list: List[A]): Option[A] = {
  list.headOption
}

// 使用泛型函数
val numbers = List(1, 2, 3)
val names = List("Alice", "Bob", "Charlie")

println(firstElement(numbers)) // 输出: Some(1)
println(firstElement(names))   // 输出: Some(Alice)

• [A]：类型参数，表示 firstElement 函数可以接受任意类型的列表。

• Option[A]：返回值类型为 Option[A]，表示可能为空。

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3. 泛型的类型约束

Scala 允许对泛型类型参数添加约束，限制类型参数的范围。

3.1 上界（Upper Bound）

• 使用 <: 符号，表示类型参数必须是某个类型或者其子类型。

• 例如：

  class Animal
  class Dog extends Animal
  
  // 类型参数 A 必须是 Animal 或者Animal的子类型
  class Cage[A <: Animal](animal: A)
  
  val dogCage = new Cage(new Dog)  // Animal的子类型，合法
  val intCage = new Cage(42)       // 编译错误：Int 不是 Animal 的子类型

3.2 下界（Lower Bound）

• 使用 >: 符号，表示类型参数必须是某个类型或者其父类型。

• 例如：

  class Animal
  class Dog extends Animal
  
  // 类型参数 A 必须是 Dog 或者Dog的父类型
  class Shelter[A >: Dog](animal: A)
  
  val animalShelter = new Shelter(new Animal)  // Dog的父类型，合法
  val dogShelter = new Shelter(new Dog)        // Dog类型本身，合法
  val intShelter = new Shelter(42)             // 编译错误：Int 不是 Dog 的父类型

3.3 上下文界定（Context Bound）

• 使用 : 符号，表示类型参数必须满足某个隐式参数。

• 例如：

  // 类型参数 A 必须有一个 Ordering[A] 的隐式实例
  def max[A: Ordering](x: A, y: A): A = {
    val ord = implicitly[Ordering[A]]
    if (ord.gt(x, y)) x else y
  }

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4. 泛型的型变（Variance）

Scala 支持泛型的型变，用于描述类型参数之间的继承关系。

4.1 协变（Covariant）

• 使用 + 符号，表示如果 A 是 B 的子类型，则 C[A] 是 C[B] 的子类型。

• 例如：

  class Box[+A](value: A)
  
  val animalBox: Box[Animal] = new Box[Dog](new Dog)  // 合法

4.2 逆变（Contravariant）

• 使用 - 符号，表示如果 A 是 B 的子类型，则 C[B] 是 C[A] 的子类型。

• 例如：

  class Printer[-A] {
    def print(value: A): Unit = println(value)
  }
  
  val animalPrinter: Printer[Dog] = new Printer[Animal]  // 合法

4.3 不变（Invariant）

• 默认情况下，泛型类型是不变的。

• 例如：

  class Box[A](value: A)
  
  val animalBox: Box[Animal] = new Box[Dog](new Dog)  // 编译错误

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5. 泛型的实际应用

• 集合类：Scala 的集合类（如 List、Set、Map 等）都使用了泛型。

• 类型安全：通过泛型，可以在编译时检查类型，避免运行时错误。

• 代码复用：泛型允许编写通用的代码逻辑，适用于多种类型。

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总结

• 泛型是 Scala 中强大的特性，用于编写通用、类型安全的代码。

• 通过类型参数、类型约束和型变，可以灵活地控制泛型的行为。

• 泛型广泛应用于集合类、自定义类和函数中，是 Scala 函数式编程的重要组成部分。

（PS：以上结果是查询deepseek的结果，只是作为自己学习的一个记录）