Class 阅读示例中的Scala，试图理解示例背后的哲学

我正在阅读《示例中的Scala》一书，几乎每个示例都有以下结构：

abstract class Stack[A] {
  def push(x: A): Stack[A] = new NonEmptyStack[A](x, this)
  def isEmpty: Boolean
  def top: A
  def pop: Stack[A]
}
class EmptyStack[A] extends Stack[A] {
  def isEmpty = true
  def top = error("EmptyStack.top")
  def pop = error("EmptyStack.pop")
}
class NonEmptyStack[A](elem: A, rest: Stack[A]) extends Stack[A] {
  def isEmpty = false
  def top = elem
  def pop = rest
}

我有两个相互关联的问题： 1） 将空元素和非空元素表示为单独的类是Scala的常见做法吗？如果是，为什么？ 2） 为什么孩子们都实现了同样的愚蠢的方法“isEmpty”，而在我看来，在父类中这样做可能更明智

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我想知道这里涉及的最深刻的哲学。

它看起来类似于

列表的实现。我只是在猜，但是这个例子可能会在本书后面的章节中继续解释，其中解释了模式匹配，因此实现将以
case
关键字作为前缀，这样您就可以在
堆栈上进行匹配，就像您可以在
列表上以
case head:：tail=>
的方式进行匹配一样。
1）是的，这是常见的空容器和非空容器的单独类，这通常称为代数数据结构，但通常不太明显。例如，Scala的列表有两个类，
Nil
表示空列表，和
：
包含一个元素和另一个列表。所以

List(1,2,3)

虽然通常由
List[T]
trait引用，但实际上是
：[B]（hd:B，tl:List[B]）
的一个实例，看起来像：

::(1, ::(2, ::(3, Nil)))

2） 每个类都必须实现
isEmpty
方法，因为如果您注意到，每个子类中的值都是不同的。它只需节省一些计算来确定
Stack
的实例是否为空，因为每个子类型在编译时都已经知道这一点
 那么，如果没有“空”子类，您打算如何编写这个？试着去写它（记住你不能使用可变状态），你会发现这是非常困难的。我所知道的唯一方法需要一个私有构造函数。
1）是的，这是Scala表达代数数据类型或区分并集的方法，在函数式编程语言中很常见。这里的替代方法是只使用一个带有可选数据成员的类（使用
选项
，该选项也有一个子类表示empty，一个子类表示non-empty，或者使用
null
）。这迫使您的所有方法都必须检查对象是否实际有数据，从而使它们更加复杂；使用子类让系统的虚拟方法分派（无论如何它都会这样做）为您执行此检查。它还强制显示的数据保持一致；
堆栈既有
元素
和
剩余
（
非空堆栈
），也没有（
空堆栈
）。它不可能有一个而没有另一个（假设没有人故意用
null
创建
NonEmptyStack
，这在Scala中非常罕见）

数据类型的一般模式是几种情况中的一种，其中每种情况都附加了不同的数据，因此广泛适用。让其中一个案例不包含任何数据只是这种一般模式的一个简单案例。作为一名Scala程序员，使用这种通用模式对您来说会很熟悉，因此将其应用于简单的情况似乎也很自然


2） 您将注意到，每个子类中的所有方法都会立即返回一个值，无需进一步计算（错误情况除外，它会立即抛出异常，无需进一步计算）。这使得它们非常明显并且容易理解，只要您习惯于从虚拟方法分派的角度思考

此外，它使他们相当有效；确定每个方法应该返回什么所需的计算是虚拟方法分派，系统无论如何都会为您执行。要在父类中实现
isEmpty
，必须添加某种形式的实例检查和分支；这实际上只是系统虚拟方法调度的一种手动形式

此外，我认为最重要的是，子类实现更易于维护。假设您添加了一种更专门的非空堆栈（可能您有一堆正好包含1个元素的堆栈，并且不想浪费空间来存储对空堆栈的额外引用或其他内容）。如果您在父类中有分支以返回不同子类的不同答案，那么您必须去更新每个答案，以考虑新的子类如果您不这样做，编译器可能不会注意到。如果您在子类中实现了每个子类特定的行为，那么您只需在新的子类中实现方法。
谢谢，这看起来就像是函数的基石之一，或者更准确地说，“面向列表”很久以前，我在简要介绍Erlang、Clojure和Lisp时就注意到了编程。所以这肯定有一个非常重要的意义。至于第二个问题，多亏了你的回答，我明白这只是一个太简单的例子，无法证明这种方法的全部威力。这是普遍做法吗？集合-也许，一般的应用程序编码，我使用选项。对我来说，你的两个问题都有一个答案——作者的意思是演示如何使用继承，特别是抽象类和方法。isEmpty、top、pop被演示为抽象方法，因此必须通过继承类来实现，并且可以有不同的实现。这只是一个意见，所以不作为答案张贴。希望有帮助！此外，这个部分可以帮助您回答这样的问题：“如何编写一个在堆栈上运行但在编译时失败的函数，如果我向它传递一个空堆栈”在父级实现
isEmpty
（或类似方法）与