使用 scala.math.max 减少浮点数组

Question

我对以下行为感到困惑 - 为什么使用 math.max 减少 Int 数组有效，但 Float 数组需要包装函数？我记得这在 2.9 中不是问题，但我对此并不完全确定。

$ scala -version
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$ scala

scala> import scala.math._

scala> Array(1, 2, 4).reduce(max)
res47: Int = 4

scala> Array(1f, 3f, 4f).reduce(max)
<console>:12: error: type mismatch;
 found   : (Int, Int) => Int
 required: (AnyVal, AnyVal) => AnyVal
          Array(1f, 3f, 4f).reduce(max)
                                   ^

scala> def fmax(a: Float, b: Float) = max(a, b)
fmax: (a: Float, b: Float)Float

scala> Array(1f, 3f, 4f).reduce(fmax)
res45: Float = 4.0

更新：这确实有效

scala> Array(1f, 2f, 3f).reduce{(x,y) => math.max(x,y)}
res2: Float = 3.0

那么只有reduce(math.max)不能简写？

Answer 1

首先要注意的是math.max 被重载，如果编译器没有关于预期参数类型的提示，它只会选择一个重载（我还不清楚哪些规则控制哪个重载是摘了，但在这篇文章结束之前会变得清楚）。

显然，与其他参数相比，它更倾向于采用Int 参数的重载。这可以在repl中看到：

scala> math.max _
res6: (Int, Int) => Int = <function2>

该方法最具体，因为以下第一个编译（通过数值扩展转换）而第二个不编译：

scala> (math.max: (Float,Float)=>Float)(1,2)
res0: Float = 2.0

scala> (math.max: (Int,Int)=>Int)(1f,2f)
<console>:8: error: type mismatch;
 found   : Float(1.0)
 required: Int
              (math.max: (Int,Int)=>Int)(1f,2f)
                                         ^

测试一个函数是否适用于另一个函数的参数类型，并且该测试包括任何转换。

现在，问题是：为什么编译器不能推断出正确的预期类型？它当然知道Array(1f, 3f, 4f)的类型是Array[Float]

如果我们将reduce 替换为reduceLeft，我们可以得到一个线索：那么它编译得很好。

所以这肯定与reduceLeft 和reduce 的签名不同有关。 我们可以用下面的代码sn-p重现错误：

case class MyCollection[A]() {
  def reduce[B >: A](op: (B, B) => B): B = ???
  def reduceLeft[B >: A](op: (B, A) => B): B = ???
}
MyCollection[Float]().reduce(max) // Fails to compile
MyCollection[Float]().reduceLeft(max) // Compiles fine

签名略有不同。

在reduceLeft 中，第二个参数被强制为A（集合的类型），所以类型推断是微不足道的：如果 A==Float（编译器知道），那么编译器知道唯一有效的重载max 是一个将Float 作为第二个参数的参数。编译器只找到一个（max(Float,Float)），并且恰好满足另一个约束（B >: A）（如B == A == Float 用于此重载）。

这对于reduce 是不同的：第一个和第二个参数都可以是A 的任何（相同）超类型（在我们的特定情况下是Float）。这是一个更加宽松的约束，虽然可以说在这种情况下编译器可以看到只有一种可能性，但编译器在这里不够聪明。 编译器是否应该能够处理这种情况（这意味着这是一个推理错误），我必须说我不知道​​。类型推断在 scala 中是一项棘手的工作，据我所知，规范故意模糊了可以推断的内容。

因为有一些有用的应用，例如：

scala> Array(1f,2f,3f).reduce[Any](_.toString+","+_.toString)
res3: Any = 1.0,2.0,3.0

尝试对类型参数的所有可能替换进行重载解析是昂贵的，并且可能会根据您最终得到的预期类型改变结果；还是必须发出歧义错误？

使用-Xlog-implicits -Yinfer-debug 显示了reduce(math.max)（首先发生重载解析）与首先解决参数类型的版本之间的区别：

scala> Array(1f,2f,3f).reduce(math.max(_,_))

[solve types] solving for A1 in ?A1
inferExprInstance {
  tree      scala.this.Predef.floatArrayOps(scala.Array.apply(1.0, 2.0, 3.0)).reduce[A1]
  tree.tpe  (op: (A1, A1) => A1)A1
  tparams   type A1
  pt        ?
  targs     Float
  tvars     =?Float
}

Answer 2

看起来这是推断器中的一个错误，因为 Int 它可以正确推断类型：

private[this] val res2: Int = scala.this.Predef.intArrayOps(scala.Array.apply(1, 2, 4)).reduce[Int]({
  ((x: Int, y: Int) => scala.math.`package`.max(x, y))
});

但有浮点数：

private[this] val res1: AnyVal = scala.this.Predef.floatArrayOps(scala.Array.apply(1.0, 3.0, 4.0)).reduce[AnyVal]({
  ((x: Int, y: Int) => scala.math.`package`.max(x, y))
});

如果您使用 Float 类型显式注释 reduce，它应该可以工作：

Array(1f, 3f, 4f).reduce[Float](max)

private[this] val res3: Float = scala.this.Predef.floatArrayOps(scala.Array.apply(1.0, 3.0, 4.0)).reduce[Float]({
  ((x: Float, y: Float) => scala.math.`package`.max(x, y))
});

Answer 3

总是有scala.math.Ordering：

Array(1f, 2f, 3f).reduceOption(Ordering.Float.max)

Answer 4

这似乎不是一个错误。考虑以下代码：

class C1 {}

object C1 {
  implicit def c2toc1(x: C2): C1 = new C1
}

class C2 {}

class C3 {
  def f(x: C1): Int = 1
  def f(x: C2): Int = 2
}

(new C3).f _                                    //> ... .C2 => Int = <function1>

如果我删除隐式转换，我会得到一个错误“模糊引用”。因为Int 隐式转换为Float，所以Scala 试图为min 找到最具体的类型，即(Int, Int) => Int。 Int 和 Float 最接近的公共超类是 AnyVal，这就是你看到 (AnyVal, AnyVal) => AnyVal 的原因。

(x, y) => min(x, y) 起作用的原因可能是因为 eta-expansion 在 类型推断之前完成，reduce 必须处理 (Int, Int) => Int 将被转换为 (AnyVal, AnyVal) => AnyVal。 p>

更新：同时(new C3).f(_) 将因“缺少参数类型”错误而失败，这意味着f(_) 依赖于类型推断并且不考虑隐式转换而f _ 不需要参数类型，如果 Scala 可以找到，将扩展为最具体的参数类型。