类型系统

Scala 类型系统支持泛型、型变（covariance / contravariance）、Given 实例（Scala 3 替代 implicit）与 Type Class 模式。对照 /roadmaps/scala「Type System」节点。

学习目标

• 编写泛型类与方法，理解型变注解
• 使用 given / using 传递隐式实例
• 用 Type Class 模式扩展第三方类型行为

核心概念

泛型与型变

class Box[+A](val value: A)

trait Writer[-A]:
  def write(a: A): Unit

def first[T](xs: List[T]): Option[T] = xs.headOption

val intBox: Box[Int] = Box(42)
val anyBox: Box[Any] = intBox   // 协变 +A：子类型向上

def logAll(xs: List[Any]): Unit =
  xs.foreach(println)

logAll(List(1, 2, 3))           // List[Int] 是 List[Any] 的子类型（协变）

+A 协变（只读场景）；-A 逆变（消费者场景）；不变默认。Java 泛型不变，Scala 更灵活但需理解边界。

Given 与 Using（Scala 3）

trait JsonEncoder[A]:
  def encode(value: A): String

given JsonEncoder[String] with
  def encode(value: String): String = s"\"$value\""

given JsonEncoder[Int] with
  def encode(value: Int): String = value.toString

def toJson[A](value: A)(using enc: JsonEncoder[A]): String =
  enc.encode(value)

println(toJson("scala"))
println(toJson(2026))

given 定义隐式实例；using 声明隐式参数，调用处自动注入。

Type Class 模式

case class User(name: String, score: Int)

trait Show[A]:
  def show(a: A): String

given Show[User] with
  def show(u: User): String = s"${u.name}=${u.score}"

def printIt[A](a: A)(using s: Show[A]): Unit =
  println(s.show(a))

extension [A](a: A)
  def show(using s: Show[A]): String = s.show(a)

printIt(User("alice", 95))
println(User("bob", 88).show)

Type Class 通过隐式实例「事后」为类型添加能力，无需修改原类——类似 Java 中接口适配，但更组合化。

与 Java 对照

Scala	Java
型变 +/-	通配符 ? extends/super
given / using	无内置（Spring @Autowired 不同层）
Type Class	外部 Comparator、Apache 工具类
扩展方法 extension