classOf、isInstanceOf、asInstanceOf三个预定义方法分析

  Scala的三个预定义(predefined)方法，我们经常用到；它们用来感觉很简单， 但是里面还是隐藏了一些细节东西，不妨花点时间来分析分析。

先上代码

  PredefineTest.scala

 

object PredefineTest{
  def main(args: Array[String]):Unit = {
    val c : Char = 97.asInstanceOf[Char]
    "hello".asInstanceOf[String]
    1.asInstanceOf[Long]
    val it: Seq[String] = List("a", "b")
    it.asInstanceOf[List[String]]

    "hello".isInstanceOf[String]

    classOf[String]
  }
}

 

 

  使用scalac -Xprint:cleanup PredefineTest.scala，Scala编译器输出的main方法体内代码的抽象语法树（AST）信息如下：

 

val c: Char = 97.toChar();
("hello": java.lang.String);
1.toLong();
val it: Seq = immutable.this.List.apply(scala.this.Predef.wrapRefArray(Array[java.lang.String]{"a", "b"}.$asInstanceOf[Array[java.lang.Object]]()));
it.$asInstanceOf[List]();
"hello".$isInstanceOf[java.lang.String]();
{
  classOf[java.lang.String];
  ()
}

 

 

  使用jd反编译工具查看对应代码如下：

 

char c = (char)97;
"hello";
1;
Seq it = List..MODULE$.apply(Predef..MODULE$.wrapRefArray((Object[])new String[] { "a", "b" }));
((List)it);

("hello" instanceof String);
String.class;

 

结合上面源码来进行分析

classOf[T]

 

  获取类型T的Class对象

  classOf方法定义在scala.Predef object:

 

object Predef extends LowPriorityImplicits {
      /** Return the runtime representation of a class type.  This is a stub method.
       *  The actual implementation is filled in by the compiler.
       */
      def classOf[T]: Class[T] = null
	...

  classOf的注释翻译过来的意思是：返回类型的运行时呈现状态。这是一个存根方法。实际的实现是由编译器填补（自动生成）。

 

  Predef object是默认导入的，所以classOf方法相当于一个全局方法。

 

 

isInstanceOf[T]

 

  判断对象是否为T类型的实例。

 

  isInstanceOf和asInstanceOf 由scala.Any类定义，Scala类层级的根类；其中class scala.AnyRef 继承自Any，是所有应引用类型的基类;trait scala.AnyVal 也继承自Any，是所有基本类型的实现的trait。所以所有对象都自动拥有isInstanceOf和asInstanceOf这两个方法。

  特别注意的是 Any 和AnyRef 这两个类属于“编译时类型”（虚拟类型？），不存在于运行时。所以这两者在Scala中都未提供源码，其语义由编译器在编译时构建。

 

  再看一下例子:

  scala> 1.isInstanceOf[String]
  res0: false

  scala> List(1).isInstanceOf[List[String]]
  res0: true

 

  由于Scala像Java一样泛型存在类型擦除的原因,List(1).isInstanceOf[List[String]]及相当于List(1).isInstanceOf[List[_]], List(1) 是List的实例.

 

asInstanceOf[T]

 

  将对象类型强制转换为T类型。

  还是由于泛型存在类型擦除的原因,1.asInstanceOf[String]在运行时会抛出ClassCastException异常，而List(1).asInstanceOf[List[String]]将不会。

  在scala 讨论组里有人问道这样一个问题：

 

”I expect "new AnyRef().isInstanceOf[AnyVal]" to be false, but I get true instead“
scala> new AnyRef().isInstanceOf[AnyVal]
res0: Boolean = true

 

  大家有兴趣看以看看后面的解答，不过试了scala 2.9， 这种用法 已经被编译器禁止了：

 

scala> new AnyRef().isInstanceOf[AnyVal]
<console>:8: error: type AnyVal cannot be used in a type pattern or isInstanceOf test
new AnyRef().isInstanceOf[AnyVal]

 

  还有，值得提一下的一个小细节就是，通过观察编译输出的AST,  知道对于在基本类型如Int等的对象上调用asInstanceOf[T], Scala会将其转换为调用相应的toT方法, 如 1.asInstanceOf[Char], 就会转换为 97.toChar, 其中toChar 定义在 scala.Int:

 

  final class Int extends AnyVal {
    ...
    def toChar: Char = sys.error("stub")
    ...
  }

 

  而后， Scala编译器会进一步将其编译成与“(char)97”相同的字节码。

 

结论

  总而言之，我们把classOf[T]看成Java里的T.class, obj.isInstanceOf[T]看成 obj instanceof T, obj.asInstanceOf[T]看成(T)obj就对了。scala为我们提供了语法糖，但也免不了类型擦除问题的影响。

 

值得探讨的地方

  个人感觉，Scala对Java的类这一块没什么增强, 比如像Ruby一样类文字量也是对象（虽然理解起来有点绕，但是更能体现面向对象一致性），就不用classOf[T]这样添足的写法,而是：object.getClass == String 。如此，是不是JVM的限制，还是Scala目前的关注点不在此?

  限于目前掌握知识有限， 就此打住!