深入解析DeclaredImplicitly

一、概述

DeclaredImplicitly是Scala中關於隱式轉換的一個重要概念。它表示編譯器會在代碼上下文中，自動查找類型的隱式實例，並且自動將其轉換成對應類型的值。在相應的上下文中，聲明隱式變量或隱式函數將使得編譯器能夠根據上下文自動推斷隱式轉換所需要的類型。隱式轉換使得類型轉換更加靈活，同時也降低了代碼的冗餘度。

二、隱式實例查找

編譯器在聲明上下文中查找隱式實例，其查找順序如下：

• 先查找當前作用域下的隱式對象。比如，當在某一個函數中使用隱式參數時，編譯器會首先在當前函數的作用域中查找隱式實例。
• 如果當前作用域中沒有找到符合條件的隱式實例，則編譯器會搜索相關類型的伴生對象中的隱式實例，包括父類和包對象。
• 如果在伴生對象中也沒有找到符合條件的隱式實例，則編譯器會搜索隱式值的類型的父類和委託實現。
• 如果編譯器找到了多個符合條件的隱式實例，則會編譯錯誤。

下面以代碼示例來說明隱式實例查找的過程：

trait A

case class B(i: Int) extends A

object C {
  implicit val b: B = B(1)
}

def test(implicit a: A): Unit = println(a)

import C.b

test  // 輸出B(1)

上述代碼中，當執行test函數時，編譯器會查找類型為A的隱式實例。由於當前作用域中找不到，則編譯器會在伴生對象中查找，找到了類型為B的隱式實例，然後經過不斷向上查找，最終找到了類型為A的隱式實例。

三、隱式參數

Scala中的隱式參數是在函數參數列表中以implicit關鍵字聲明的參數。在函數調用時，如果沒有指定這些參數的值，則編譯器會在當前作用域中查找符合條件的隱式實例。隱式參數可以使得函數調用更加簡潔，並且使得類型轉換更加簡單方便。

下面以代碼示例來說明隱式參數的作用：

trait Formatter[T] {
  def format(value: T): String
}

class Person(val name: String, val age: Int)

object Formatters {
  implicit val personFormatter: Formatter[Person] = new Formatter[Person] {
    def format(person: Person) = s"${person.name} is ${person.age} years old"
  }
}

def printFormatted[T](value: T)(implicit formatter: Formatter[T]): Unit =
  println(formatter.format(value))

import Formatters.personFormatter

val person = new Person("Alice", 25)

printFormatted(person)  // 輸出Alice is 25 years old

上述代碼中，定義了一個Formatter類型的隱式實例，用于格式化Person類型的數據。在函數printFormatted的參數列表中，定義了一個隱式參數formatter，編譯器會在當前作用域中查找符合條件的隱式實例。由於在上下文中已經定義了符合條件的隱式實例personFormatter，因此編譯器會將該實例自動傳入函數中。

四、隱式函數

Scala中的隱式函數是定義在對象或類中的函數，以implicit關鍵字聲明。在編譯器在調用函數時需要進行類型轉換時，會自動查找符合條件的隱式函數進行類型轉換。隱式函數可以使得代碼更加簡潔、優雅。

下面以代碼示例來說明隱式函數的作用：

case class Complex(re: Double, im: Double)

class RichComplex(c: Complex) {
  def +(that: Complex): Complex =
    Complex(this.re + that.re, this.im + that.im)
}

implicit def complex2RichComplex(c: Complex): RichComplex = new RichComplex(c)

val c1 = Complex(1.0, 2.0)
val c2 = Complex(3.0, 4.0)

val c3 = c1 + c2  // 實際上等價於：c1.+(c2)，輸出Complex(4.0,6.0)

上述代碼中，定義了一個Complex類型的隱式轉換函數complex2RichComplex，用於將Complex類型轉換成RichComplex類型。當在c1實例上調用+方法時，由於+方法的參數列表中聲明了Complex類型的參數，編譯器會在當前作用域中查找符合條件的隱式函數進行類型轉換。由於當前作用域中有符合條件的隱式函數complex2RichComplex，因此編譯器將該函數自動應用到c1實例上，將其類型轉換成RichComplex類型。

五、隱式類

Scala2.10之後，引入了隱式類的概念，它可以在類的外部隱式地定義一個類，用於包裝某個類型的實例。當程序在正確的上下文中需要對該實例進行操作時，隱式類可以進行隱式轉換，使其具備自定義的功能。

下面以代碼示例來說明隱式類的作用：

implicit class IntOps(x: Int) {
  def times[T](f: => T): Unit = {
    def loop(current: Int): Unit =
      if(current > 0) {
        f
        loop(current - 1)
      }

    loop(x)
  }
}

5.times(println("Hello World!"))  // 輸出5次Hello World!

上述代碼中，聲明了一個隱式類IntOps，定義了一個times方法，用於執行若干次某個操作。在程序中，使用了類IntOps對基本類型Int進行隱式轉換，使其在正確的上下文中具備執行多次某個操作的功能。

六、總結

隱式轉換是Scala中的一個重要特性，用於簡化代碼並提高代碼的可讀性。本文從隱式實例查找、隱式參數、隱式函數、隱式類等方面對該特性進行了詳細的介紹和講解。在代碼中，我們可以通過定義隱式實例來讓編譯器在需要時自動進行類型轉換，以達到更加優雅、簡潔的代碼效果，同時也提高了代碼的復用性和可維護性。