本文由 KnewHow 發表在 ScalaCool 團隊部落格。
去年我加入水滴團隊，面試中，面試官問：“你瞭解 Scala 嗎？”
“不瞭解(尷尬)。”
“你知道 Spark 嗎？它就是使用 Scala 編寫的，不過在我們團隊中，Scala 主要作為後端語言，我們 90% 以上的業務程式碼都是使用 Scala 編寫。Scala 在國內使用的比較少，但是在國外用的還是蠻多的，如 Twitter 就是使用 Scala 寫的後端。”
自那以後，我便開始了 Scala 的學習之旅。
Scala 是由德國的電腦科學家和程式設計方法教授 Martin Odersky 設計出來的，它的設計原理嚴格遵循數學的邏輯推理。因此它是一門優秀的程式語言，它不僅僅在工業界被廣泛使用，在學術界也佔用很高的研究地位。
由於之前的 Java 背景，我經常拿 Scala 與 Java 這兩門語言比較。 Scala 和 Java 都基於 JVM，因此 Java 的類庫，Scala 都可以直接使用。但是我對 Scala 印象最深的點，並不是「物件導向」，而是它還擁抱「函式式」，尤其是它的「高階」。
如果我們把「物件導向」比作站在地面上觀察事物的原理，並且使用這些原理解決問題，那麼「高階」就是讓你站在山上去看待事物，對問題進行更高層次的抽象。
因此不管是解決實際問題，還是提高對程式語言的認知，Scala 都是一們值得學習的語言。
我是從《快學 Scala》這本書開始學習 Scala 的，受此書啟發，我想能不能書寫一個「從 Java 到 Scala 系列」，尋找一棵從 Java 通往 Scala 的連續的知識樹，通過對知識樹的講解，來學習 Scala。
好了，這就是本系列的第一篇，那麼我們如何談起呢？
既然 Java 和 Scala 都是「物件導向」的，那我們就來探索一下什麼是「物件導向」吧。
模板和物件
「模板」是在程式碼層面描述一類物件的「行為」或者「狀態」的程式碼，它是抽象的。如 Java 中的類，C 語言中的結構體，它們都是「模板」。
「物件」是在執行期間通過模板在記憶體中生成的一個個實體，它是具體的。如 Java 在執行期間通過 new 在記憶體中產生的實體就叫做「物件」。
如果你說共享單車，那麼它就是一個「模板」；如果你說這輛共享單車和那輛共享單車，那它們就是「物件」。
在程式碼層面，「物件」的行為可以定義為「方法」，「物件」的狀態可以定義為「屬性」，那我們如何去描述一類「物件」的方法或者屬性呢？－封裝。
例如共享單車，它有車輪，二維碼等屬性，有開鎖和關鎖等行為。那麼我們可以有三種方式來封裝共享單車。
基於物件的封裝
這種方式就是直接封裝，最典型的例子就是 C 語言中的結構體。
封裝共享單車的「模板」如下：
struct SharedBicycle{
車輪;
二維碼;
開鎖;
關鎖;
};
複製程式碼基於類的封裝
大多數「物件導向」的語言，如 Java，Scala，C++等，都使用這種方式封裝，「模板」如下：
class SharedBicycle{
屬性：車輪;
屬性：二維碼;
方法：開鎖;
方法：關鎖;
}
複製程式碼基於原型的封裝
JavaScript 就是使用這種封裝方式，「模板」如下：
function SharedBicycle(){
this.車輪 = xxx;
this.二維碼 = xxx;
}
//新增原型方法
SharedBicycle.prototype.開鎖 = function(){...};
SharedBicycle.prototype.關鎖 = function(){...};
複製程式碼純物件導向
我們已經得知，可以用多種實現物件導向的不同技術，那麼什麼是純物件導向的語言呢？
我們知道 Java 是一門「物件導向」的語言，那麼在 Java 中是否真的「萬物皆物件」？
在 Java 中，我們可以寫這麼一段程式碼 int a = 3; 然後我們發現 a 並沒有封裝任何的屬性或者方法。
因此我們可以說 a 不是一個「物件」，Java 不是一門「純粹物件導向」的語言。
再看看 Scala ，不論是低階的 Int，Double，還是高階型別，都封裝有屬性或者方法，因此 Scala 才是一門「純粹物件導向」的語言。
那麼是什麼支援 Scala 一切皆為「物件」的呢？－Scala 的通用型別系統。
Scala 通用型別系統
頂型別
我們知道，在 Java 中，所有「物件」的「頂型別」都是 java.lang.Object，但是 Java 卻忽略了 int，double等 JVM 「原始型別」,它們並沒有繼承 java.lang.Object。
但是在 Scala 中，存在一個通用的「頂型別」－ Any。
Scala 引入了Any 作為所有型別共同的頂型別。Any 是 AnyRef 和 AnyVal 的超類。
AnyRef 面向 Java（JVM）的物件世界，它對應 java.lang.Object ，是所有物件的超類。
AnyVal 則代表了 Java 的值世界，例如 int 以及其它 JVM 原始型別。
正是依賴這種繼承設計，我們才能夠使用 Any 定義方法，同時相容 scala.int 以及 java.lang.String 的例項。
class Person
val allThings = ArrayBuffer[Any]()
val myInt = 42 // Int, kept as low-level `int` during runtime
allThings += myInt // Int (extends AnyVal)
allThings += new Person() // Person (extends AnyRef), no magic here
複製程式碼正是通過這種「通用型別系統」的設計，使得 Scala 擺脫「原始型別」這種邊緣情況的糾纏，從而實現「純粹的物件導向」。
說完了「頂型別」，我們再來看看「底型別」。
底型別
我們知道在 Java 中比較鬧心的就是異常處理，當我們呼叫一個丟擲異常的方法，我們必須丟擲或者處理異常。
但是在 Scala 中，我們知道一切表示式皆有型別，難道「拋異常」也是有型別的？
scala> val a = Try(throw new Exception("123"))
a: scala.util.Try[Nothing] = Failure(java.lang.Exception: 123)
複製程式碼我們發現「拋異常」竟然是 Nothing 型別，在 Scala 中，難道 Nothing 僅僅是作為「拋異常」的型別？
scala> def fun(flag:Boolean)={
if(flag){
1 // Int
}else{
throw new Exception("123") //Nothing
}
}
fun: (flag: Boolean)Int
複製程式碼我們發現 fun 函式並沒有報錯，而且返回值型別竟然是 Int，這讓我們有一個大膽的猜測：Nothing 是 Int 的子型別。
[Int] -> ... -> AnyVal -> Any
Nothing -> [Int] -> ... -> AnyVal -> Any
複製程式碼其實在 Scala 中， Nothing 不僅僅是 Int 的子型別，它更是所有型別的子型別。 這讓我們又產生了一個大膽的猜測：難道 Nothing 繼承了所有的型別？咳咳，這個問題我們以後在討論。
在 Scala 中，還有一個型別 Null 遵循著和 Nothing 一樣的原理。
scala> def fun2(flag:Boolean)={
if(flag){
"123" //String
}else{
null //Null
}
}
fun2: (flag: Boolean)String
複製程式碼同理，我們可以得出 Null 是 String的子型別
[String] -> AnyRef -> Any
Null -> [String] -> AnyRef -> Any
複製程式碼那我們看看 Null 是否可以相容 Int。
scala> def fun3(flag:Boolean)={
if(flag){
123 //Int
}else{
null //Null
}
}
fun3: (flag: Boolean)Any
複製程式碼我們發現 fun3 的返回值型別竟然是 Any，說明 Null 不能相容 Scala 的「值型別」，其實從 Scala 的幫助手冊中我們就可以得出結論：Null 是所有引用型別的子型別
abstract final class Null extends AnyRef
複製程式碼正因如此，fun3 的返回值型別才是 Any，因為 Any 才是 AnyVal 和 AnyRef 公共的超類。
總結
本文以物件導向為引子，找到了一個 Java 和 Scala 共有的知識節點，從而引出 Scala 的通用型別系統。那麼在下一篇文章中，我們由此展開進一步思考，到底什麼是所謂的「型別」，以及 Scala 在型別方面存在哪些與 Java 不同的有趣的地方。