Scala

Question

我正在使用 Scala 2.10.4。

请打个比方 - 实际代码深深地嵌入到一个复杂的程序中，所以与其解释它，我将以一种历史悠久的方式抽象问题来谈论动物 ;-)

在 scala 中，我有 2 个特征 - 例如：

动物，和HouseBase。

我无权更改 Animal，但我从它那里继承了类，例如 Dog、Rabbit、Fish。恼人的是，我不能更改每个子类，因为我不拥有我使用的所有子类。

我的动物都住在某个地方 - 它们的家必须继承自 HouseBase。我可以更改 HouseBase，它是 sub类（如果必须的话，通过另一层抽象）。

所以 Dog 是 Animal 的子类，并且会住在 Kennel 中，Kennel 是 HouseBase 的子类。

兔子住在笼子里，鱼住在鱼缸里。

请注意，这里没有强制执行 1:1 关系 - 鱼也可以生活在池塘中，我们也必须能够处理这个问题。

我希望的是——给定一个具体的动物（例如 Fish），它通过抽象类型 Animal 引用，并给定一个具体的 return 类型（例如 Tank），Scala 将是能够在我下面的设计中自动选择正确的隐式参数。

object AnimalSelectionProblem extends App {

  def abstractFish : Animal = new Fish(true, 20.0)
  def concreteFish : Fish = new Fish(false, 30.0)
  def abstractDog : Animal = new Dog("tasty bone")
  def concreteDog : Dog = new Dog("yummy bone")
  def abstractRabbit : Animal = new Rabbit(5)
  def concreteRabbit : Rabbit = new Rabbit(10)

  import HouseImplicits._

  val myTank1: Tank = HouseImplicits.create(abstractFish)
  val myTank2: Tank = HouseImplicits.create(concreteFish)

  val myKennel1: Kennel = HouseImplicits.create(abstractDog)
  val myKennel2: Kennel = HouseImplicits.create(concreteDog) // This works

  val myhutch1: Hutch = HouseImplicits.create(abstractRabbit)
  val myhutch2: Hutch = HouseImplicits.create(concreteRabbit) // This works

}

但是有2个相关问题。

问题 1 - 如果将动物作为抽象引用，则隐式参数将只查找采用抽象类型 (Animal) 而不是底层具体类型的函数。我怀疑解决方案可能是使用 ClassTags，因为 Scala 似乎不使用运行时时间信息？我曾尝试实现这一点，但无可救药地迷路了（我对 Scala 还很陌生！）。

问题 2 - 如果我的动物可以居住在不止一种类型的房屋中，则会出现类似的问题，即即使指定了具体的 return 类型，编译器也会为 Fish 找到 2 个隐式对象模糊的。我有点不知所措！

我可以想出带有手动样板的解决方案来匹配运行时的类型，但这不是很可扩展。

感谢收到任何想法！其余代码如下。

编辑 - 这些链接似乎证实了我的怀疑。使用了编译时多态性，因此无法知道运行时类型：

http://like-a-boss.net/2013/03/29/polymorphism-and-typeclasses-in-scala.html

https://softwareengineering.stackexchange.com/questions/258698/is-it-possible-to-have-ad-hoc-polymorphism-with-runtime-dispatch

所以，我想我现在的问题是，有没有办法修改我的示例以使用运行时分派？

动物：

trait Animal {

}

class Dog(val boneName: String) extends Animal
class Rabbit(val length: Int) extends Animal
class Fish(val likesFrogs: Boolean, val optimumTemp: Double) extends Animal

房子和隐式：

sealed trait HouseBase

// Made up some arbitrary member variables
case class Kennel(posessions: Seq[String]) extends HouseBase
case class Hutch(length: Int) extends HouseBase
case class Tank(waterTemp: Double) extends HouseBase
case class Pond(containsFrog: Boolean) extends HouseBase

sealed trait HouseCreator[A <: Animal, HB <: HouseBase] {
  def create(animal: A): HB
}

object HouseImplicits {

  implicit object BuildKennelForDog extends HouseCreator[Dog, Kennel] {
    override def create(dog: Dog): Kennel = {
      new Kennel(Seq(dog.boneName))
    }
  }

  implicit object BuildTankForFish extends HouseCreator[Fish, Tank] {
    override def create(fish: Fish): Tank = {
      new Tank(fish.optimumTemp)
    }
  }

  implicit object BuildPondForFish extends HouseCreator[Fish, Pond] {
    override def create(fish: Fish): Pond = {
      new Pond(fish.likesFrogs)
    }
  }

  implicit object BuildHutchForRabbit extends HouseCreator[Rabbit, Hutch] {
    override def create(rabbit: Rabbit): Hutch = {
      new Hutch(rabbit.length*5)
    }
  }

  def create[A <: Animal, H <: HouseBase](animal: A)(implicit house: HouseCreator[A,H]) : H = {
    val newHouse = house.create(animal)
    newHouse
  }
}

Answer 1

你想要的是当你的子class被静态声明为它的超class的一个实例时，编译器推断出你的子class的运行时间类型。事实证明这是不可能的，所以除非你希望赢得某种计算机科学奖，否则不要试图让它发挥作用！

您可以将 HouseCreator class 参数化，而不是将其编写为具有单个 create() 方法来接受类型 Animal 的对象。它可以使用基于 Animal.

的运行时间子类型匹配的大小写匹配来创建适当的 House

sealed trait HouseCreator {
    def create(animal: Animal): HouseBase {
        animal match {
            case dog: Dog => new Kennel(Seq(dog.boneName))
            case fish: Fish => // etc...
        }
    }
}

这只能 return 一个 HouseBase 对象而不是一个特定的子对象 class（至少我在这里实现的是这样）。您也可以始终大小写匹配 return 值。

Answer 2

所以基本上你想要以下设计：

在编译时 HouseBase 的具体类型是已知的。
在编译时 Animal 的具体类型未知。
为 Animal 提供的运行time 动物数据创建特定类型 HouseBase。
无法更改 Animal 实施，并且真的不想更改 HouseBase 实施。

理想的事情当然是在编译时提供 Animal 的具体类型。由于似乎对此有一些了解（您知道在编译时为动物变量创建哪个 HouseBase），您可以尝试使用 shapeless 中的 type-safe cast 来获得 Option 具体 Animal 类型。

但如果不可能，您必须使用运行时间派遣动物。

在那种情况下，我认为方法 create 应该具有以下签名：

def create[HB <: HouseBase](animal: Animal): Option[HB]

您知道 HouseBase 的具体类型，因此您也可以将其作为类型参数传递，并且 return 值是 Option 以说明提供的动物类型和具体的动物类型 HouseBase

一种可能的实现方式是以下代码，其中包含一个对象，该对象具有从 Animal 生成 HouseBase 的所有知识（也应该可以实现通过将创建代码移动到具体 HouseBases):

的伴随对象中，同样的事情

sealed trait HouseCreator[HB <: HouseBase] {
  def create(animal: Animal): Option[HB]
}

object HouseCreator {
  implicit object KennelCreator extends HouseCreator[Kennel] {
    def create(animal: Animal): Option[Kennel] = animal match {
      case dog: Dog => Some(Kennel(Seq(dog.boneName)))
      case _ => None
    }
  }

  implicit object HutchCreator extends HouseCreator[Hutch] {
    def create(animal: Animal): Option[Hutch] = animal match {
      case rabbit: Rabbit => Some(Hutch(rabbit.length * 5))
      case _ => None
    }
  }

  implicit object TankCreator extends HouseCreator[Tank] {
    def create(animal: Animal): Option[Tank] = animal match {
      case fish: Fish => Some(Tank(fish.optimumTemp))
      case _ => None
    }
  }

  implicit object PondCreator extends HouseCreator[Pond] {
    def create(animal: Animal): Option[Pond] = animal match {
      case fish: Fish => Some(Pond(fish.likesFrogs))
      case _ => None
    }
  }

  def create[HB <: HouseBase : HouseCreator](animal: Animal): Option[HB] =
    implicitly[HouseCreator[HB]].create(animal)
}

然后你可以这样调用函数：

val myTank1: Option[Tank] = HouseCreator.create[Tank](abstractFish)
val myTank2: Option[Tank] = HouseCreator.create[Tank](concreteFish)

// Types of the variables can also be inferred automatically
val myKennel1 = HouseCreator.create[Kennel](abstractDog)
val myKennel2 = HouseCreator.create[Kennel](concreteDog)

val myhutch1 = HouseCreator.create[Hutch](abstractRabbit)
val myhutch2 = HouseCreator.create[Hutch](concreteRabbit)

此外，HouseCreator 中的样板代码可以通过使用 PartialFunctions 来减少：

sealed trait HouseCreator[HB <: HouseBase] {
  def create: PartialFunction[Animal, HB]
}

object HouseCreator {
  implicit object KennelCreator extends HouseCreator[Kennel] {
    def create = {
      case dog: Dog => Kennel(Seq(dog.boneName))
    }
  }

  implicit object HutchCreator extends HouseCreator[Hutch] {
    def create = {
      case rabbit: Rabbit => Hutch(rabbit.length * 5)
    }
  }

  implicit object TankCreator extends HouseCreator[Tank] {
    def create = {
      case fish: Fish => Tank(fish.optimumTemp)
    }
  }

  implicit object PondCreator extends HouseCreator[Pond] {
    def create = {
      case fish: Fish => Pond(fish.likesFrogs)
    }
  }

  def create[HB <: HouseBase : HouseCreator](animal: Animal): Option[HB] =
    implicitly[HouseCreator[HB]].create.lift(animal)
}

Scala - 抽象类型和隐式参数解析

Scala - Abstract types and Implicit Parameter Resolution

reflection

polymorphism

implicit-parameters

erasure