上下文抽象

背景

隐式是Scala 2中的一个主要的设计特色。隐式是进行上下文抽象的基本方式。它们代表了具有多种用例的统一范式，其中包括：

• 实现类型类
• 建立上下文
• 依赖注入
• 表达能力
• 计算新类型，并证明它们之间的关系

此后，其他语言也纷纷效仿，例如 Rust 的 traits 或 Swift 的协议扩展。对于编译期的依赖解析方案，Kotlin 的设计方案也被提上日程，而对 C# 而言是 Shapes 和 Extensions 或对 F# 来说是 Traits。Implicits 也是 Coq 或 Agda 等定理证明器的共同特色。

尽管这些设计使用不同的术语，但它们都是术语推理核心思想的变体： 给定一个类型，编译器会合成一个具有该类型的“canonical”术语。

重新设计

Scala 3 重新设计了 Scala 中的上下文抽象。 虽然这些概念是在 Scala 2 中逐渐“发现”的，但它们现在已广为人知和理解，并且重新设计利用了这些知识。

Scala 3 的设计侧重于 意图 而不是 机制。 Scala 3 没有提供一个非常强大的隐式特性，而是提供了几个面向用例的特性：

• 抽象上下文信息。 使用子句 允许程序员对调用上下文中可用的信息进行抽象，并且应该隐式传递。 作为对 Scala 2 隐式的改进，可以按类型指定 using 子句，从而将函数签名从从未显式引用的术语变量名称中释放出来。

• 提供类型类实例。 给定实例允许程序员定义某种类型的_规范值(canonical value)_。 这使得使用类型类的编程更加简单，而不会泄露实现细节。

• 追溯扩展类。 在 Scala 2 中，扩展方法必须使用隐式转换或隐式类进行编码。 相比之下，在 Scala 3 扩展方法 现在直接内置到语言中，产生了更好的错误消息和改进的类型推断。

• 将一种类型视为另一种类型。 隐式转换已从头开始重新设计，作为类型类 Conversion 的实例。

• 高阶上下文抽象。 上下文函数 的_全新_特性使上下文抽象成为一等公民。 它们是库作者的重要工具，可以表达简洁的领域特定语言。

• 来自编译器的可操作反馈。 如果编译器无法解析隐式参数，它现在会为您提供 导入建议 来解决问题。

好处

Scala 3 中的这些更改实现了术语推理与语言其余部分的更好分离：

• 仅有一种定义 given 的方法
• 仅有一种方法可以引入隐式参数和自变量
• 导入 givens 仅有一种单独的方法，不允许它们隐藏在正常导入的海洋中
• 定义 隐式转换 的方法仅有一种，它被清楚地标记为这样，并且不需要特殊的语法

这些变化的好处包括：

• 新设计避免了特性交织，从而使语言更加一致
• 它使隐式更容易学习和更难滥用
• 它极大地提高了 95% 使用隐式的 Scala 程序的清晰度
• 它有可能以一种易于理解和友好的原则方式进行术语推理

本章将在以下各节中介绍其中的许多新功能。