Scala ADT、模式匹配、错误与泛型

前置：表达式和函数。目标是让错误和状态有可检查结构，而不是学会尽可能多的符号。

case class、enum与模式匹配

case class表示包含若干字段的乘积类型，例如Entry(name,amount)，每项同时存在；enum各case表示和类型，例如Invalid(line)或TooMany只取其中一种。模式匹配按构造器分解，编译器可以对封闭类型检查是否漏分支。不要用一个Map[String,Any]和约定字符串替代有限的领域状态，否则字段拼错、分支遗漏都拖到运行时。

以下完整示例可保存Model.scala：

enum Load:
  case Ready(count: Int)
  case Failed(reason: String)
object Model:
  def describe(value: Load): String = value match
    case Load.Ready(n) if n > 0 => s"loaded=$n"
    case Load.Ready(_) => "empty"
    case Load.Failed(reason) => s"failed=$reason"
  def main(args: Array[String]): Unit =
    println(describe(Load.Ready(3)))

输出loaded=3。带guard的分支只覆盖符合条件的一部分，所以仍要Ready(_)处理剩余情况。case class提供字段值相等、copy等方法，但字段若含可变Array并不会变成深度不可变，而且Array相等也不能假定自动逐元素。==是空安全的相等调用，eq用于引用身份；领域比较要按实际字段类型设计。

Option、Either、Try和异常

Option[A]表达可能没有值，没有原因；Either[E,A]表达失败原因E或成功A；Try[A]捕获可恢复异常并包装Success/Failure。它们不能互换名称却声称语义不变。数据库未查到可用None，格式不符合需要行号可用Left(Invalid(line))，文件系统抛异常可在边界Try或Using捕获；不要将所有失败都压成None。

Either右偏，map/flatMap只处理成功路径，for推导式可顺序组合多个可能失败步骤。对于独立字段需要累计多个错误，应另定聚合结构；顺序flatMap默认首错停止。本项目summarize返回Either[Problem,String]，第一次格式错误立即停止迭代，Tests用计数器确认坏首行后没有读取第二行。避免遍历全部后只取第一个错误却仍称“首错停止”。

不要对Option随意.get，None将抛NoSuchElementException；使用match、fold或有语义的默认值。异常恢复使用NonFatal类别或Try/Using的标准约定，不把JVM致命错误等同于一条坏数据。资源关闭失败与正文失败可能同时发生，Using会按标准规则选择主异常并保留被抑制异常，诊断时需看整个异常链。

泛型、变型、opaque与given

List[A]让集合元素类型可重用；协变+A允许List[String]当List[Any]只读使用，但可变容器通常不能如此宽化，否则写入会破坏元素类型。逆变-A适合只消费A的接口；变型只说明子类型关系，不让任意泛型运行时验证更强。JVM泛型擦除意味着不能依靠isInstanceOf[List[String]]验证所有元素，外部数据仍需逐项检查。

opaque type可在作用域边界隐藏底层表示，例如定义Amount而只暴露校验构造与求和，避免普通Int被误当金额。它不是加密、不是自动范围校验；工厂必须执行检查。本课程项目用Entry配parse保证外部输入，公开构造器仍能被内部代码直接调用，因此不宣称所有Entry在任何调用路径都合法。

given/using提供类型相关的上下文能力；例如Show[Int]决定如何渲染Int，render[A](value)(using Show[A])明确要求能力而不继承数据类。JVM实验的Lab.scala给出可运行trait、given与render，不需额外库。若编译器报告没有given，先检查能力类型及导入作用域；不要用隐式转换强行把不相关类型揉在一起。过度抽象会让错误信息更难懂，一次性解析不必引入完整类型类框架。

练习与独立解答

1. 给Load新增Pending，观察没有对应case的警告；为什么只有带guard的Ready分支不足？2. 将查找结果从Option改Either时需要补什么信息？3. 解释List协变和可变Array的差别。4. 对所有行先map(parse).toList再取错误，会有什么运行与内存差异？

参考解答

新增状态需补穷尽分支，guard只满足部分值。Either必须设计失败类型而非仅把None改为Left("")。只读生产类型允许协变，能写的容器要保护元素不变量。提前toList会消费全部输入、分配所有结果并延长资源占用；我们的循环按首错停止，只保留分类聚合。若任务需要收集所有错误，应明确换成全量校验契约，并限制错误数量，而不是误标原契约。

依据：ADT、函数式错误处理、上下文抽象、变型。