julia holy trait 简介

这是一篇简单介绍julia里面的holy trait的文章，大部分参考了这篇文章，节选了一部分将英文翻译成中文，毕竟元编程还不是很熟高级的实现还没太弄明白。

原因

由于julia采用的是多重派发和单继承，所以在对某些功能进行拓展时就很不现实，比如有一个已经实现了的功能，需要对新的类进行适配，就需要修改源函数。给一个例子：

aslist_direct(x) = [x]
aslist_direct(x::Union{AbstractArray, Tuple}) = x

这是把一个输入变量变成列表的函数，已经实现的是对于AbstractArray, Tuple不进行变换，但是还有很多不是标量，不需要进行操作的类型，此时用这个类型进行输入就会产生错误的结果。常规的解决办法就是复制上面的代码对新类型创建一个新的函数，但是重复代码是糟糕的。

我们能否对一些类型就行标注，是否为标量。一个解决的办法是通过抽象类型，使标量类型称为它的子类，我们就能写出下面的代码：

aslist(x::AbstracScalar) = [x]
aslist(x) = x

但是很多类都已经有了父类，而且在julia中只能有一个父类，所以这个办法不太行。

Trait

另一个解决办法就是采用trait，trait在julia中的实现是采用一个对类型返回用来进行多重派发的类型值的函数。这被广泛应用在index,broadcast,iterator之中。

trait非常实用，因为你只需要写一写声明语句，而不需要像上面一样重复代码。而且这还狠快，因为它们是类型的pure function，julia编译器能够在编译时对它们进行优化，对它们采用静态分配到目标函数，所以在运行时不会被计算。

实现

我们首先需要创建trait函数将要返回的值的类型，它们应该是具体的类型，并且不需要任何数据。尽管它们不需要超类，实际中还是给它们一个超类，来管理trait。下面是实现

trait function

# 返回值的类型
abstract type Scalarness end
struct Scalar <: Scalarness end
struct NonScalar <: Scalarness end

# trait function
scalarness(::Type) = Scalar() #fall-back, by default everything is scalar
scalarness(::Type{<:AbstractArray}) = NonScalar()
scalarness(::Type{<:Tuple}) = NonScalar()
scalarness(::Type{<:AbstractString}) = NonScalar()

dispatch traits

aslist(x::T) where T = aslist(scalarness(T), x)

aslist(::Scalar, x) = [x]
aslist(::NonScalar, x) = x

这就是基本的trait的实现了，还有更高级的基于类型方法的，和采用元编程来使得类型稳定加速基于类型方法的trait，这些看随着学习的深入什么时候再抄过来吧。