类型规范和行为 | Typespecs and behaviours

类型和规格

Elixir 是一种动态类型语言，因此 Elixir 中的所有类型均由运行时推断。尽管如此，Elixir 附带了 typespecs，这是一种符号，用于：

1. 声明类型化函数签名（规范）;

2. 声明自定义数据类型。

功能规格

默认情况下，Elixir 提供了一些基本类型，比如integer或者pid更复杂的类型：例如，将 float 四舍五入到最接近的整数number的round/1函数将一个参数（一个 integer或一个 float）作为参数并返回一个integer。正如你可以看到它的文档中，round/1的类型签名写成：

round(number) :: integer

::意味着左侧的函数返回右侧类型的值。函数规范是用@spec指令编写的，放在函数定义之前。该round/1函数可以写为：

@spec round(number) :: integer
def round(number), do: # implementation...

Elixir也支持复合类型。例如，整数列表有类型[integer]。您可以在类型规格文档中看到 Elixir 提供的所有内置类型。

定义自定义类型

虽然 Elixir 提供了许多有用的内置类型，但适当时可以方便地定义自定义类型。这可以通过@type指令定义模块完成。

假设我们有一个LousyCalculator模块，它执行通常的算术运算（sum，product 等），但是不是返回数字，而是返回带有操作结果的元组作为第一个元素，并将随机备注作为第二个元素返回。

defmodule LousyCalculator do
  @spec add(number, number) :: {number, String.t}
  def add(x, y), do: {x + y, "You need a calculator to do that?!"}

  @spec multiply(number, number) :: {number, String.t}
  def multiply(x, y), do: {x * y, "Jeez, come on!"}
end

正如您在示例中所看到的，元组是一种复合类型，每个元组都由其内部的类型标识。要理解为什么String.t不写为string，请再次查看typespecs 文档中的注释。

通过这种方式定义函数规范，但它很快就变得令人讨厌，因为我们{number,String.t}一遍又一遍地重复类型。我们可以使用该@type指令来声明我们自己的自定义类型。

defmodule LousyCalculator do
  @typedoc """
  Just a number followed by a string.
  """
  @type number_with_remark :: {number, String.t}

  @spec add(number, number) :: number_with_remark
  def add(x, y), do: {x + y, "You need a calculator to do that?"}

  @spec multiply(number, number) :: number_with_remark
  def multiply(x, y), do: {x * y, "It is like addition on steroids."}
end

@typedoc指令@doc与@moduledoc指令类似，用于记录自定义类型。

通过定义的自定义类型@type被导出并在其定义的模块外可用：

defmodule QuietCalculator do
  @spec add(number, number) :: number
  def add(x, y), do: make_quiet(LousyCalculator.add(x, y))

  @spec make_quiet(LousyCalculator.number_with_remark) :: number
  defp make_quiet({num, _remark}), do: num
end

如果你想保留一个自定义类型，你可以使用@typep指令而不是@type。

静态代码分析

Typespecs 不仅对开发人员有用，还可以作为附加文档。Erlang 的工具透析器，例如，使用 typespecs 为了执行的代码的静态分析。这就是为什么，在这个QuietCalculator例子中，我们为make_quiet/1函数写了一个规范，即使它被定义为一个私有函数。

行为

许多模块共享相同的公共 API。看看Plug，就像它的说明所述，它是一个 Web 应用程序中可组合模块的规范。每个插头都是一个必须至少实现两个公共功能的模块：init/1和call/2。

行为提供了一种方法：

• 定义一组必须由模块实现的功能;

• 确保模块实现该组中的所有功能。

如果必须的话，您可以考虑像 Java 这样的面向对象语言中的接口这样的行为：模块必须实现的一组函数签名。

定义行为

假设我们要实现一堆解析器，每个解析器都解析结构化数据：例如，一个 JSON 解析器和一个 MessagePack 解析器。每两个解析器会表现得同样的方式：双方将提供parse/1功能和extensions/0功能。该parse/1函数将返回结构化数据的Elixir表示，而extensions/0函数将返回可用于每种类型数据（例如，.json用于 JSON 文件）的文件扩展名列表。

我们可以创建一个Parser行为：

defmodule Parser do
  @callback parse(String.t) :: {:ok, term} | {:error, String.t}
  @callback extensions() :: [String.t]
end

采用该Parser行为的模块将不得不实现用该@callback指令定义的所有功能。正如你所看到的，@callback期望一个函数名称，但也是一个函数规范，就像@spec我们上面看到的指令一样。另请注意，该term类型用于表示解析的值。在 Elixir 中，该term类型是代表任何类型的快捷方式。

采取行为

采取行为很简单：

defmodule JSONParser do
  @behaviour Parser

  def parse(str), do: # ... parse JSON
  def extensions, do: ["json"]
end

defmodule YAMLParser do
  @behaviour Parser

  def parse(str), do: # ... parse YAML
  def extensions, do: ["yml"]
end

如果采用给定行为的模块没有实现该行为所需的回调之一，则会生成编译时警告。

动态调度

行为经常与动态调度一起使用。例如，我们可以为parse!调用给Parser定实现的模块添加一个函数，并:ok在以下情况下返回结果或引发:error：

defmodule Parser do
  @callback parse(String.t) :: {:ok, term} | {:error, String.t}
  @callback extensions() :: [String.t]

  def parse!(implementation, contents) do
    case implementation.parse(contents) do
      {:ok, data} -> data
      {:error, error} -> raise ArgumentError, "parsing error: #{error}"
    end
  end
end

请注意，您不需要定义行为以便在模块上进行动态分派，但这些功能常常并行不悖。