Question

在Scala中，我需要创建一个代表复合值的产品类型&，例如：

val and: String & Int & User & ... = ???

即。 and部分应包含String部分和Int部分以及User个部分。这类似于Scala with关键字：

val and: String with Int with User with ... = ???

拥有这样的产品类型我需要一种方法，使用函数A => A，将其应用于某个产品价值，并在A部分更改后返回该产品。这意味着产品中的每种类型都必须是唯一的 - 这是可以接受的。

一个重要的限制是，在向产品应用函数A => A时，我只知道产品内部有A但没有关于其所包含的其他类型的信息。但作为函数的调用者，我将其传递给具有完整类型信息的产品，并期望将此完整类型作为函数签名的一部分返回。

在伪代码中：

def update[A, Rest](product: A & Rest, f: A => A): A & Rest

使用无形或其他深奥的东西对我来说没问题。我尝试使用HList s但是它们是有序的，而像异构集这样的东西在这里更适合代表A & Rest部分。

更新：

以下代码解决了我从RégisJean-Gilles回答下面的用例，其中添加了阅读支持，一些评论和改进的类型安全性：

object product {

  /** Product of `left` and `right` values. */
  case class &[L, R](left: L, right: R)

  implicit class AndPimp[L](val left: L) extends AnyVal {
    /** Make a product of `this` (as left) and `right`. */
    def &[R](right: R): L & R = new &(left, right)
  }

  /* Updater. */

  /** Product updater able to update value of type `A`. */
  trait ProductUpdater[P, A] {
    /** Update product value of type `A`.
      * @return updated product */
    def update(product: P, f: A ⇒ A): P
  }

  trait LowPriorityProductUpdater {
    /** Non-product value updater. */
    implicit def valueUpdater[A]: ProductUpdater[A, A] = new ProductUpdater[A, A] {
      override def update(product: A, f: A ⇒ A): A = f(product)
    }
  }

  object ProductUpdater extends LowPriorityProductUpdater {
    /** Left-biased product value updater. */
    implicit def leftProductUpdater[L, R, A](implicit leftUpdater: ProductUpdater[L, A]): ProductUpdater[L & R, A] =
      new ProductUpdater[L & R, A] {
        override def update(product: L & R, f: A ⇒ A): L & R =
          leftUpdater.update(product.left, f) & product.right
      }

    /** Right-biased product value updater. */
    implicit def rightProductUpdater[L, R, A](implicit rightUpdater: ProductUpdater[R, A]): ProductUpdater[L & R, A] =
      new ProductUpdater[L & R, A] {
        override def update(product: L & R, f: A ⇒ A): L & R =
          product.left & rightUpdater.update(product.right, f)
      }
  }

  /** Update product value of type `A` with function `f`.
    * Won't compile if product contains multiple `A` values.
    * @return updated product */
  def update[P, A](product: P)(f: A ⇒ A)(implicit updater: ProductUpdater[P, A]): P =
    updater.update(product, f)

  /* Reader. */

  /** Product reader able to read value of type `A`. */
  trait ProductReader[P, A] {
    /** Read product value of type `A`. */
    def read(product: P): A
  }

  trait LowPriorityProductReader {
    /** Non-product value reader. */
    implicit def valueReader[A]: ProductReader[A, A] = new ProductReader[A, A] {
      override def read(product: A): A = product
    }
  }

  object ProductReader extends LowPriorityProductReader {
    /** Left-biased product value reader. */
    implicit def leftProductReader[L, R, A](implicit leftReader: ProductReader[L, A]): ProductReader[L & R, A] =
      new ProductReader[L & R, A] {
        override def read(product: L & R): A =
          leftReader.read(product.left)
      }

    /** Right-biased product value reader. */
    implicit def rightProductReader[L, R, A](implicit rightReader: ProductReader[R, A]): ProductReader[L & R, A] =
      new ProductReader[L & R, A] {
        override def read(product: L & R): A =
          rightReader.read(product.right)
      }
  }

  /** Read product value of type `A`.
    * Won't compile if product contains multiple `A` values.
    * @return value of type `A` */
  def read[P, A](product: P)(implicit productReader: ProductReader[P, A]): A =
    productReader.read(product)

  // let's test it

  val p = 1 & 2.0 & "three"

  read[Int & Double & String, Int](p) // 1
  read[Int & Double & String, Double](p) // 2.0
  read[Int & Double & String, String](p) // three

  update[Int & Double & String, Int](p)(_ * 2) // 2 & 2.0 & three
  update[Int & Double & String, Double](p)(_ * 2) // 1 & 4.0 & three
  update[Int & Double & String, String](p)(_ * 2) // 1 & 2.0 & threethree

}

Answer 1

这是一个仅使用纯scala而不需要库的解决方案。它依赖于使用相当标准方法的类型类：

scala> :paste
// Entering paste mode (ctrl-D to finish)
case class &[L,R](left: L, right: R)
implicit class AndOp[L](val left: L) {
  def &[R](right: R): L & R = new &(left, right)
}

trait ProductUpdater[P,A] {
  def apply(p: P, f: A => A): P
}
trait LowPriorityProductUpdater {
  implicit def noopValueUpdater[P,A]: ProductUpdater[P,A] = {
    new ProductUpdater[P,A] {
      def apply(p: P, f: A => A): P = p // keep as is
    }
  }
}
object ProductUpdater extends LowPriorityProductUpdater {
  implicit def simpleValueUpdater[A]: ProductUpdater[A,A] = {
    new ProductUpdater[A,A] {
      def apply(p: A, f: A => A): A = f(p)
    }
  }
  implicit def productUpdater[L, R, A](
    implicit leftUpdater: ProductUpdater[L, A], rightUpdater: ProductUpdater[R, A]
  ): ProductUpdater[L & R, A] = {
    new ProductUpdater[L & R, A] {
      def apply(p: L & R, f: A => A): L & R = &(leftUpdater(p.left, f), rightUpdater(p.right, f))
    }
  }
}
def update[A,P](product: P)(f: A => A)(implicit updater: ProductUpdater[P,A]): P = updater(product, f)
// Exiting paste mode, now interpreting.

让我们测试一下：

scala> case class User(name: String, age: Int)
defined class User

scala> val p: String & Int & User & String = "hello" & 123 & User("Elwood", 25) & "bye"
p: &[&[&[String,Int],User],String] = &(&(&(hello,123),User(Elwood,25)),bye)

scala> update(p){ i: Int => i + 1 }
res0: &[&[&[String,Int],User],String] = &(&(&(hello,124),User(Elwood,25)),bye)

scala> update(p){ s: String => s.toUpperCase }
res1: &[&[&[String,Int],User],String] = &(&(&(HELLO,123),User(Elwood,25)),BYE)

scala> update(p){ user: User =>
     |   user.copy(name = user.name.toUpperCase, age = user.age*2)
     | }
res2: &[&[&[String,Int],User],String] = &(&(&(hello,123),User(ELWOOD,50)),bye)

更新：回复：

当产品不包含要更新的值时，是否可以使其无法编译

是的，这绝对是可能的。我们可以改变ProductUpdater类型类，但在这种情况下，我发现引入单独的类型类ProductContainsType作为给定产品P包含至少一个类型元素的证据要容易得多A：

scala> :paste
// Entering paste mode (ctrl-D to finish)

@annotation.implicitNotFound("Product ${P} does not contain type ${A}")
abstract sealed class ProductContainsType[P,A]
trait LowPriorityProductContainsType {
  implicit def compositeProductContainsTypeInRightPart[L, R, A](
    implicit rightContainsType: ProductContainsType[R, A]
  ): ProductContainsType[L & R, A] = null
}
object ProductContainsType extends LowPriorityProductContainsType {
  implicit def simpleProductContainsType[A]: ProductContainsType[A,A] = null
  implicit def compositeProductContainsTypeInLeftPart[L, R, A](
    implicit leftContainsType: ProductContainsType[L, A]
  ): ProductContainsType[L & R, A] = null
}
// Exiting paste mode, now interpreting.

现在我们可以定义更严格的update方法：

def strictUpdate[A,P](product: P)(f: A => A)(
  implicit 
    updater: ProductUpdater[P,A], 
    containsType: ProductContainsType[P,A]
): P = updater(product, f)

让我们看看：

scala> strictUpdate(p){ s: String => s.toUpperCase }
res21: &[&[&[String,Int],User],String] = &(&(&(HELLO,123),User(Elwood,25)),BYE)

scala> strictUpdate(p){ s: Symbol => Symbol(s.name.toUpperCase) }
<console>:19: error: Product &[&[&[String,Int],User],String] does not contain type Symbol
              strictUpdate(p){ s: Symbol => Symbol(s.name.toUpperCase) }

Answer 2

不是最佳变体，在我看来@TravisBrown或@MilesSabin可以提供更完整的答案。

在示例中，我们将使用shapeless 2.2.5。所以我们可以将必要的类型表示为HList（没有arity问题）。由于它是HList，因此可以应用Poly函数：

trait A
def aFunc(a: A) = a

trait lowPriority extends Poly1 {
  implicit def default[T] = at[T](poly.identity)
}

object polyApplyToTypeA extends lowPriority {
  implicit def caseA = at[A](aFunc(_))
}

list.map(polyApplyToTypeA) //> applies only to type A

这是第一种方法，使用它我们应该只使用特殊的Poly函数（可以生成它们），实际上，这是一个问题。

第二种方法是定义一个自己的函数，它有一点困难的逻辑：

def applyToType[L <: HList, P <: HList, PO <: HList, S <: HList, F]
(fun: F => F, l: L)
(implicit partition: Partition.Aux[L, F, P, S],
                 tt: ToTraversable.Aux[P, List, F],
                 ft: FromTraversable[P],
                  p: Prepend.Aux[S, P, PO],
                  a: Align[PO, L]): L = 
(l.filterNot[F] ::: l.filter[F].toList[F].map(fun).toHList[P].get).align[L]

此功能按类型过滤HList，将其转换为List，应用我们的功能，并将其转换回HList，同时对齐类型，以便不更改{ {1}}类型对齐。按预期工作。完整示例：https://gist.github.com/pomadchin/bf46e21cb180c2a81664

Answer 3

作为一个简单的想法，你可以这样做：

scala> case class And[A, B](first: A, second: B)
defined class And

scala> val x:  String And Double And Int = And(And("test", 1.1), 10)
x: And[And[String,Double],Int] = And(And(test,1.1),10)

scala> x.copy(second = 100)
res0: And[And[String,Double],Int] = And(And(test,1.1),100)

当然，您可以使用此类产品定义功能：

def update(product: String And Int, f: String => String): String And Int

在Scala中实现产品类型，并在其部件上使用通用更新功能

3 个答案: