为什么"懒惰"是关键字而不是标准库类型？

Question

Scala在其标准库中保留了许多非常有用的构造,如Option和Try.

当缺少上述类型的C#等语言选择将其作为库功能实现时,为什么懒惰通过拥有自己的关键字给予特殊处理？

Answer 1

确实可以定义一个惰性值,例如:

object Lazy {  
  def apply[A](init: => A): Lazy[A] = new Lazy[A] {
    private var value = null.asInstanceOf[A]
    @volatile private var initialized = false

    override def toString = 
      if (initialized) value.toString else "<lazy>@" + hashCode.toHexString

    def apply(): A = {
      if (!initialized) this.synchronized {
        if (!initialized) {
          value = init
          initialized = true
        }
      }
      value
    }
  }

  implicit def unwrap[A](l: Lazy[A]): A = l()
}     

trait Lazy[+A] { def apply(): A }

用法:

val x = Lazy {
  println("aqui")
  42
}

def test(i: Int) = i * i

test(x)

另一方面,具有lazy作为语言提供的修饰符具有允许其参与统一访问原则的优点.我试图查找一个博客条目,但没有任何超越getter和setter.这个原则实际上更为基础.对于值,以下是统一的:val,lazy val,def,var,object:

trait Foo[A] {
  def bar: A
}

class FooVal[A](val bar: A) extends Foo[A]

class FooLazyVal[A](init: => A) extends Foo[A] {
  lazy val bar: A = init
}

class FooVar[A](var bar: A) extends Foo[A]

class FooProxy[A](peer: Foo[A]) extends Foo[A] {
  def bar: A = peer.bar
}

trait Bar {
  def baz: Int
}

class FooObject extends Foo[Bar] {
  object bar extends Bar {
    val baz = 42
  }
}

在Scala 2.6中引入了惰性值.有一个Lambda终极评论表明推理可能与形式化循环引用的可能性有关:

循环依赖关系需要与惰性值绑定.延迟值还可用于强制按依赖顺序进行组件初始化.遗憾的是,组件关闭顺序必须手动编码

我不知道为什么编译器无法自动处理循环引用; 也许有复杂性或表现性的原因.一个博客帖子是Iulian Dragos的证实一些假设.

Answer 2

当前的延迟实现使用int位掩码来跟踪字段是否已初始化,并且没有其他内存开销.该字段在多个惰性val之间共享(每个字段最多32个惰性值).实现具有与库特征类似的存储器效率的特征是不可能的.

作为库的懒惰可能看起来大致如下:

class LazyVal[T](f: =>T) {
  @volatile private var initialized = false

  /*
   this does not need to be volatile since there will always be an access to the
   volatile field initialized before this is read.
  */
  private var value:T = _ 
  def apply() = {
    if(!initialized) {
      synchronized {
        if(!initialized) {
          value = f
          initialized = true
        }
      }
    }
    value
  }
}

这的开销将是生成值的闭包f的对象,以及LazyVal本身的另一个对象.因此,对于经常使用的功能来说,这将是很重要的.

在CLR上你有值类型,所以如果在C#中将LazyVal实现为struct,那么开销就不那么糟了

但是,现在宏可用,将惰性转换为库特征或至少允许自定义延迟初始化可能是个好主意.许多lazy val的使用情况不需要线程同步,因此每次使用lazy val时都要浪费@ volatile/synchronized开销.