使用多态 ADT 类型检查的错误 Scala 代码

Question

我正在做一些练习以更好地理解 IO monad（在 Functional Programming in Scala 之后），并设法编写了一些错误的代码，这些代码以某种方式通过了编译，这让我有些头疼。

在下面的示例中，我正在编写一个 IO monad 的堆栈安全 解释器。该代码位于多态代数数据类型 (FlatMap[A, B]) 的模式匹配中。代码中的错误是k1 andThen k2；这两个函数无法组合，因为 k1 返回的类型 (IO[B]) 与 k2 期望的类型 (B) 不同。 代码仍然以某种方式进行类型检查，这显然是一个类型检查错误，因为在运行时，自动拆箱时有一个ClassCastException（就像我在使用Java 中的不安全转换）。也没有发出编译器警告。

代码（也在 gist 上找到）：

  object IOMonadExercise extends App {

  sealed trait IO[A]    
  case class Return[A](value: A) extends IO[A]    
  case class Suspend[A](f: () => A) extends IO[A]    
  case class FlatMap[A, B](io: IO[A], cont: A => IO[B]) extends IO[B]

  object IO {
    def apply[A](a: => A): IO[A] = Suspend(() => a)
  }

  object Interpreter {
    def run[A](io: IO[A]): A = {
      io match {
        case Return(a) => a
        case Suspend(f) => f()

        case FlatMap(Return(a), cont) => run(cont(a))
        case FlatMap(Suspend(f), cont) => run(cont(f()))

        // this case compiles for whatever reason but shouldn't type check (k1 returns IO[B] and k2 expects just B)
        // accordingly, there is a ClassCastException in the runtime
        case FlatMap(FlatMap(io1, k1), k2) => run(FlatMap(io1, k1 andThen k2))

        // this case is the one that actually works
//        case FlatMap(FlatMap(io1, k1), k2) => run(flatten(io1, k1, k2))
      }
    }

    def flatten[A, B, C](io: IO[A], k1: A => IO[B], k2: B => IO[C]): FlatMap[A, C] = {
      FlatMap(io, a => FlatMap(k1(a), k2))
    }
  }


  def sum(i: Int): IO[Int] = {
    Stream.range(0, i).foldLeft(IO(0))((io, i) => FlatMap(io, (s: Int) => IO(s + i)))
  }

  val n = 100000
  val sumNIO: IO[Int] = sum(n)
  val sumN: Int = Interpreter.run(sumNIO)
  println(s"sum of 1..$n by IO loop  : $sumN")
  println(s"sum of 1..$n by math expr: ${n * (n - 1) / 2}")
  assert(sumN == n * (n - 1) / 2)
}

这是怎么回事？这是编译器错误吗？或者这是类型推断的已知限制？或者对此有解释吗？

我已经在 Scala 2.11.8 和 2.12.0 上进行了测试，行为似乎是一样的：代码编译时没有警告。

Answer 1

我认为这是 SI-5195 错误的一个例子。如果你手动构造嵌套的FlatMap，你不能写andThen，因为所有类型都是已知的，k1和k2显然是不可组合的。

但是io1、k1和k2的模式匹配类型是事先不知道的，它们必须被推断出来，正如我们所看到的那样，它们是错误的推断。 [...]

编辑这是另一个解释它如何进行类型检查的尝试：如果你开始自己推断 k1 和 k2 的类型，你会想出

k1: X => IO[Y] 和 k2: Y => IO[A] 对于一些 X 和 Y
加上 k1 andThen k2 你需要 IO[Y] <: Y

那么是否存在满足这些限制的类型Y？是的，它是 Any。但是当你应用它时，IO[Y] 变成 Suspend[Int] 而 Y 只是 Int 子类型关系不成立。

使用多态 ADT 类型检查的错误 Scala 代码

Erroneous Scala code using polymorphic ADT type checks

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