[Scala] Implicits
val sqlContext = new SQLContext(ssc.sparkContext)
import sqlContext.implicits._
tableRDD.map(_._2.asInstanceOf[Record]).toDF
import scala.collection.JavaConversions
value.asScala.map(_.asInstanceOf[Double])
1. Background
implicits是Scala的一种预编译特性，
编译器会根据implicit相关的规则，在程序中自动插入代码，
以修正类型错误（type error）。
例如，如果x+y不能通过类型检查，
则编译器可能会将它转化为convert(x)+y，
其中，convert是一些可用的隐式转换（implicit conversion）。
如果convert可以将x转换成含有+方法的对象，
那么这种转换，就可以修复程序中的类型错误。
2. Rules for implicits
2.1 Marking Rule
Scala编译器，只使用那些显式被关键字implicit注明的函数/对象。
例如，
implicit def intToString(x: Int) = x.toString
2.2 Scope Rule
Scala编译器，只使用那些被导入到当前模块中的函数/对象，
并且，还必须是单独的标识符（single identifier）。
即，编译器不会自动添加这样的转换someVariable.convert，
除非使用import someVariable.convert，将它导入为单独的标识符convert。
注：
除了作用域内的函数/对象之外，
编译器还会检查伴随对象（companion object）中的implicit定义，例如，
object Dollar {
implicit def dollarToEuro(x: Dollar): Euro = ...
}
class Dollar { ... }
其中，dollarToEuro是不用显式导入的，编译器会自己查找到它。
2.3 Non-Ambiguity Rule
如果为了修复x+y有两个不同的选择，
例如，convert1(x)+y和convert2(x)+y，
那么编译器会直接报错。
为了解决这个问题，一种办法是删除一个来避免歧义，
另一种方法是，将转换方法显式的写出来，例如，convert2(x)+y。
2.4 One-at-a-time Rule
编译器并不会把x+y写成convert1(convert2(x))+y，
在尝试一种转换的过程中，中途并不会再次尝试其他转换。
2.5 Explicits-First Rule
编译器不会对类型良好的程序进行转换。
注：
注明为implicit的函数/对象，可以具有任意的名字。编译器是通过类型来查找合适的implicit函数/对象的，而不是通过名字。
3. Where implicits are tried
implicit会在以下三种情况中出现，
（1）对期望出现的类型进行隐式转换（implicit conversion to an expected type）
（2）对消息的接受者进行转换（converting the receiver）
（3）隐式参数（implicit parameters）
3.1 Implicit conversion to an expected type
编译器如果期望类型Y，但是只看到了类型X，
就会查找implicit函数，将X转换为Y。
例如，将一个Double赋值为Int就会报错，
scala> val i: Int = 3.5
<console>:11: error: type mismatch;
found : Double(3.5)
required: Int
val i: Int = 3.5
^
但是，如果我们定义一个implicit函数，
将Double转换为Int，程序就运行良好了，
scala> implicit def doubleToInt(x: Double) = x.toInt
doubleToInt: (x: Double)Int
scala> val i: Int = 3.5
i: Int = 3
注：
这样做并不是最佳实践，因为doubleToInt意外损失了精度，
一般而言，对于损失精度的情况最好使用显式转换。
3.2 Converting the receiver
假如我们有一个方法调用obj.doIt，可是obj并没有doIt方法，
编译器就会对obj进行隐式转换，以期结果对象拥有doIt方法。
下面我们看两个例子，
例一：Interoperating with new types
假如我们定义了一个Rational类，
class Rational(n: Int, d: Int){
...
def + (that: Rational): Rational = ...
def + (that: Int): Rational = ...
}
这个Rational类，有两个重载的+方法，
分别接受Rational和Int类型的参数，
因此，我们可以将一个Rational与Rational相加，
还可以将一个Rational与Int相加。
scala> val oneHalf = new Rational(1, 2)
oneHalf: Rational = 1/2
scala> oneHalf + oneHalf
res4: Rational = 1/1
scala> oneHalf + 1
res5: Rational = 3/2
但是，程序在执行1 + oneHalf的时候报错了，
因为1: Int并没有一个接受Rational类型作为参数的+方法。
scala> 1 + oneHalf
<console>:6: error: overloaded method value + with
alternatives (Double)Double <and> ... cannot be applied
to (Rational)
1 + oneHalf
^
为了进行这样的运算，
我们需要定义一个implicit函数，将Int转换为Rational，
scala> implicit def intToRational(x: Int) = new Rational(x, 1)
intToRational: (Int)Rational
scala> 1 + oneHalf
res6: Rational = 3/2
例二：Simulating new syntax
通过对receiver进行隐式转换，我们还可以模拟新的语法，
例如，以下表达式创建了一个Map对象，
Map(1 -> "one", 2 -> "two", 3 -> "three")
->看起来很奇怪，但它却并不是一套新的语法，
实际上，->是ArrowAssoc类的一个方法，
它在scala.Predef中定义，
并且其中，还定义了一个implicit函数将Any转换为ArrowAssoc，
当我们写1 -> "one"的时候，编译器会添加一个函数，
将1转换成ArrowAssoc。
any2ArrowAssoc(1).->("one")
其中，any2ArrowAssoc的定义如下，
package scala
object Predef {
class ArrowAssoc[A](x: A){
def -> [B](y: B): Tuple2[A, B] = Tuple2(x, y)
}
implicit def any2ArrowAssoc[A](x: A): ArrowAssoc[A] =
new ArrowAssoc(x)
...
}
这种写法称为rich wrapper模式，
它所提供的功能，仿佛扩展了Scala的语法。
3.3 Implicit parameters
柯里化（curried）函数的，最后一个参数列表，也可以设置为implicit，
此时，编译器会寻找相应类型的对象，然后进行自动调用。
例如，编译器可能会将someCall(a)，替换为someCall(a)(b, c, d)。
这需要，someCall的最后一个参数列表被标记为implicit，
还需要，b，c，d相应类型的对象，也被标记为implicit，且被导入。
下面我们看两个例子，
例一：
class PreferredPrompt(val preference: String)
class PreferredDrink(val preference: String)
object Greeter {
def greet(name: String)(implicit prompt: PreferredPrompt,
drink: PreferredDrink) {
println("Welcome, "+ name +". The system is ready.")
print("But while you work, ")
println("why not enjoy a cup of "+ drink.preference +"?")
println(prompt.preference)
}
}
object JoesPrefs {
implicit val prompt = new PreferredPrompt("Yes, master> ")
implicit val drink = new PreferredDrink("tea")
}
scala> import JoesPrefs._
import JoesPrefs._
scala> Greeter.greet("Joe")(prompt, drink) // <- 未省略
Welcome, Joe. The system is ready.
But while you work, why not enjoy a cup of tea?
Yes, master>
scala> Greeter.greet("Joe") // <- 已省略参数
Welcome, Joe. The system is ready.
But while you work, why not enjoy a cup of tea?
Yes, master>
例二：
def maxListUpBound[T <: Ordered[T]](elements: List[T]): T =
elements match {
case List() =>
throw new IllegalArgumentException("empty list!")
case List(x) => x
case x :: rest =>
val maxRest = maxListUpBound(rest)
if (x > maxRest) x
else maxRest
}
以上我们定义了一个maxListUpBound函数，
用于获取elements: List[T]中的最大元素。
其中T <: Ordered[T]为类型参数T指定了一个upper bound，
即，T必须是Ordered[T]的子类型，
否则，函数体中将无法使用>方法比较大小。
然而，这样写会有一个弊端，那就是，
对于那些内置类型，例如Int，它并没有实现为Ordered[Int]的子类型，
那么该maxListUpBound函数就不能用于elements: List[Int]了。
这个问题的一个常见解决方法如下，
def maxListImpParm[T](elements: List[T])
(implicit orderer: T => Ordered[T]): T =
elements match {
case List() =>
throw new IllegalArgumentException("empty list!")
case List(x) => x
case x :: rest =>
val maxRest = maxListImpParm(rest)(orderer)
if (orderer(x) > maxRest) x
else maxRest
}
我们定义了一个类似的函数maxListImpParm，
它使用了implicit parameter，它隐式传入了一个orderer函数，
用于将T类型的对象转换为Ordered[T]类型。
因此，只要T可以被转换成Ordered[T]，
那么该方法就可以被使用，
无需要求T是Ordered[T]的子类型。
更妙的是，
orderer实际上进行了类型转换，
而编译器找到的T => Ordered[T]类型的对象，也被注明为implicit的，
因此，orderer不仅作为implicit parameter来使用，
还可以作为隐式类型转换函数来使用，
所以，我们可以在函数体中，省略对orderer的调用，让编译器来添加。
def maxList[T](elements: List[T])
(implicit orderer: T => Ordered[T]): T =
elements match {
case List() =>
throw new IllegalArgumentException("empty list!")
case List(x) => x
case x :: rest =>
val maxRest = maxList(rest) // (orderer) is implicit
if (x > maxRest) x // orderer(x) is implicit
else maxRest
}
结果，只有参数列表中出现了orderer，其余地方都消失了。
因此，orderer的命名是无关紧要的。
由于这种模式很常见，Scala提供了一个简洁的写法，
def maxList[T <% Ordered[T]](elements: List[T]) : T =
elements match {
case List() =>
throw new IllegalArgumentException("empty list!")
case List(x) => x
case x :: rest =>
val maxRest = maxList(rest) // (orderer) is implicit
if (x > maxRest) x // orderer(x) is implicit
else maxRest
}
其中，T <% Ordered[T]中的<%称为view bound，
指的是，类型T的对象，可以转换成类型Ordered[T]的对象，
而且，T不必是Ordered[T]的子类型。
