認識 Lambda/Closure（4）從 Scala 中借鏡

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在〈認識 Lambda/Closure〉系列先前的文章中，我們使用了 JavaScript 與 Python 來示範 Lambda/Closure 為何，以及如何善用它們。就學習 Lambda/Closure 而言，這是個不錯的開始，因為 JavaScript 與 Python 都是動態語言，在這些語言中不用在意變數的型態。
然而在步入靜態語言的世界時，我們都知道編譯器需要型態訊息，以便在編譯時期檢查出各種可能的型態不符之錯誤。這點很有助益，因為可以在撰寫程式的一開始就捕捉到一些錯誤，降低因錯誤而帶來的成本負擔。不過在討論到程式碼的簡潔度時，靜態語言中冗長的型態宣告常是令人詬病的對象。
先來看看 Scala 中如何定義函式好了：

def max(m: Int, n: Int): Int = if(m > n) m else n

Scala 是靜態語言，所以必須宣告函式的參數型態為何。在這邊型態宣告似乎沒什麼大問題。嗯…來看看如何宣告匿名函式並指定給變數好了。

val max: (Int, Int) => Int = (m: Int, n: Int) => if(m > n) m else n

喔…看來語法一大垞！你必須聲明 max 的型態為 (Int, Int) => Int，這專用的函式型態表示，此函式會接受兩個 Int 引數，而傳回值是 Int。在定義匿名函式本身時，也必須宣告參數的型態，像是 (m: Int, n: Int) => if(m > n) m else n。如果要定義一個可接受回呼函式的參數，也必須宣告該參數的函式型態。例如：

def bubbleSort(arr: Array[Int], order: (Int, Int) => Boolean): Unit {
    ...
    val o: Boolean = order(a, b)
    ...
}

上例中，order 參數接受一個函式，該函式會有兩個 Int 參數，並傳回 Boolean 值。以下的程式碼示範了如何呼叫 bubbleSort 函式。

val arr: Array[Int] = Array(2, 5, 1, 7, 8)
bubbleSort(arr, (a: Int, b: Int) => a > b)

如果在 Scala 中真的得用這麼冗長的語法，你還會想用 Lambda/Closure 嗎？所幸地是，Scala 的編譯器很聰明，能夠進行型態推斷（Type inference）。它能夠從原始碼前後文推斷出型態資訊，所以實際上在宣告變數或撰寫匿名函式時，有很大的機會是不用宣告型態的。例如，實際上先前的程式碼可以重新撰寫為以下的形式：

val arr = Array(2, 5, 1, 7, 8)
bubbleSort(arr, (a, b) => a > b)

在上例中，Scala 編譯器從 Array(2, 5, 1, 7, 8) 的程式碼中推斷出 arr 的型態會是 Array[Int]，所以你就不用作宣告了。而且，Scala 編譯器可以從 arr 推斷，匿名函式將接受的引數型態會是 Int，所以實際上你只要提供參數名稱及函式本體就可以了。事實上在 Scala 中，你還可以用更短的語法來呼叫該函式。例如：

val arr = Array(2, 5, 1, 7, 8)
bubbleSort(arr, (_: Int) > (_: Int))

或者，甚至是以下最短的語法：

val arr = Array(2, 5, 1, 7, 8)
bubbleSort(arr, _ > _)

在這邊不打算解釋 Scala 是如何完成這類的魔法，如果有興趣瞭解的話，可以進一步看看 Scala 學習筆記。這邊的重點在於，對於靜態語言來說，類型推斷是很重要的功能。在必須提供型態資訊的場合中，類型推斷可以讓程式碼簡潔易讀，像是在宣告變數或者是撰寫匿名函式的時候。Lambda/Closure 是個表達工具，如果沒有型態推斷，過於冗長的語法只會讓開發者望之卻步，不可能讓他們有意願採用。
在下一步文章中，就會來談談 Java 中的 Lambda/Closure。不過，實際上會先來看個舊的提案，這有助於我們瞭解 Lambda/Closure 何以會演變為現今 JDK8 中的形態。