Scala按名称调用参数：是否等价于无参函数？其实现原理是什么？

问题场景 #

我在阅读Scala红宝书时，书中提到=> A是() => A的简洁语法，但实际测试发现以下两个函数定义并不等价：

1. def nonStrict[A](a: () => A) = a
2. def nonStrict[A](a: => A) = a

测试代码及结果 #

scala> def nonStrict[A](a: => A) = a
def nonStrict[A](a: => A): A

scala> nonStrict[Int](1)
val res13: Int = 1

scala> def nonStrict[A](a: () => A) = a
def nonStrict[A](a: () => A): () => A

scala> nonStrict[Int](() => 1)
val res14: () => Int = $Lambda$1325/0x000000080110ea58@35af404f

scala> nonStrict[Int](1)
                      ^
       error: type mismatch;
        found   : Int(1)
        required: () => Int 

核心疑问解答 #

1. 传入aa: A时是否自动包装为() => aa？
   是的，但这种包装是编译器自动完成的特殊延迟求值包装，和显式写() => aa的无参函数有本质区别：

• 调用按名称参数版本的nonStrict[Int](1)时，编译器会把1这个表达式包装成一个“可延迟执行的代码块”，每次在函数体内引用a时，都会执行这个代码块并返回结果。
• 显式的() => A是普通的无参函数实例，你可以把它赋值给变量、传递给其他函数，它本身不会自动执行，必须显式调用()才会求值。

2. 为什么两个函数的返回值类型不同？

• 对于def nonStrict[A](a: => A) = a：函数体内的a是对延迟代码块的求值，所以返回类型是A。
• 对于def nonStrict[A](a: () => A) = a：函数直接返回传入的无参函数实例，所以返回类型是() => A。

底层实现原理 #

Scala的按名称调用参数（=> A）底层是通过编译器生成一个特殊的Function0[A]子类实例实现的，但这个实例是编译器隐式生成的，和手动写的() => A lambda有以下差异：

• 按名称参数的包装代码块每次引用都会重新执行，而普通无参函数若无副作用，多次调用结果一致，但调用时机由你控制。
• 编译器对按名称参数做了语法糖处理：不需要显式写()调用，直接引用参数名就会触发求值；普通无参函数必须显式调用()才会执行。
• 按名称参数不能直接当作普通函数传递（比如不能把a: => A赋值给() => A类型变量，除非手动转换：val f: () => A = () => a）。

简单来说，=> A不是() => A的缩写，而是Scala提供的延迟求值语法糖，它的语义是“一段可延迟执行的代码，返回类型为A”；而() => A是普通的无参函数类型，代表一个可被调用的函数实例。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者al249