Контекстуальные абстракции

Background

Implicits в Scala 2 были главной отличительной особенностью дизайна. Это основной способ абстрагироваться от контекста. Implicits представляют собой единую парадигму с большим разнообразием вариантов использования, среди которых:

реализация type classes
установление контекста
внедрение зависимости (dependency injection)
выражение возможностей
вычисление новых типов и доказательство взаимосвязей между ними

С тех пор этому примеру последовали другие языки, например, traits в Rust или protocol extensions в Swift. Предложения по дизайну также представлены для Kotlin в качестве разрешения зависимостей во время компиляции, для C# в качестве Shapes и Extensions или для F# в качестве Traits. Implicits также являются общей особенностью тех, кто доказывает теоремы, таких как Coq или Agda.

Несмотря на то, что в этих проектах используется разная терминология, все они являются вариантами основной идеи вывода терминов (term inference): учитывая тип, компилятор синтезирует "канонический" термин, который имеет этот тип.

Редизайн

Scala 3 включает в себя переработку контекстных абстракций. Хотя эти концепции постепенно "открывались" в Scala 2, теперь они хорошо известны и понятны, и редизайн использует эти знания.

Дизайн Scala 3 фокусируется на намерении, а не на механизме. Вместо того, чтобы предлагать одну очень мощную функцию имплицитов, Scala 3 предлагает несколько функций, ориентированных на варианты использования:

Отвлечение контекстной информации. Предложения Using позволяют программистам абстрагироваться от информации, которая доступна в контексте вызова и должна передаваться неявно. В качестве улучшения по сравнению со Scala 2 подразумевается, что предложения using могут быть указаны по типу, освобождая сигнатуры функций от имен переменных, на которые никогда не ссылаются явно.
Предоставление экземпляров Type-class. Given экземпляры позволяют программистам определять каноническое значение определенного типа. Это делает программирование с type-classes более простым без утечек деталей реализации.
Расширение классов. В Scala 2 методы расширения должны были кодироваться с использованием неявных преобразований или неявных классов. Напротив, в Scala 3 методы расширения теперь встроены непосредственно в язык, что приводит к улучшению сообщений об ошибках и улучшению вывода типов.
Неявное преобразование одного типа в другой. Неявное преобразование было переработано с нуля как экземпляры type-class Conversion.
Контекстные абстракции более высокого порядка. Совершенно новая функция контекстных функций делает контекстные абстракции объектами первого класса. Они являются важным инструментом для авторов библиотек и позволяют выражать лаконичный DSL.
Полезная обратная связь от компилятора. Если компилятор не может разрешить неявный параметр, теперь он предлагает предложения по импорту, которые могут решить проблему.

Преимущества

Эти изменения в Scala 3 обеспечивают лучшее разделение вывода терминов от остального языка:

существует единственный способ определить данные
существует единственный способ ввести неявные параметры и аргументы
существует отдельный способ импорта givens, который не позволяет им прятаться в море обычного импорта
существует единственный способ определить неявное преобразование, которое четко обозначено как таковое и не требует специального синтаксиса

К преимуществам этих изменений относятся:

новый дизайн позволяет избежать взаимодействия функций и делает язык более согласованным
implicits становятся более легкими для изучения и более сложными для злоупотреблений
значительно улучшается ясность 95% программ Scala, использующих implicits

В этой главе в следующих разделах представлены многие из этих новых функций.

Ссылки: