Scala 中高级类型的类型约束

Question

我正在尝试为 Scala 中的仿函数编写一个通用法则，其格式我可以在 scalacheck 测试中为许多仿函数重用。法则应该由构造函数 F[_] 和元素类型参数化，比如 A。

理想情况下我会写这样的东西：

def functorLaw[A, F[_] :Arbitrary] (fn :Functor[F]) :Prop = forAll { (fa :F[A]) => true }

（我使用 true 而不是 law body，因为确切的计算对我的问题并不重要）

然而，我能破解的最好方法是将其包装在抽象中 class，为生成任意 F[A] 值提供隐式抽象：

abstract class  FunctorSpec[A :Arbitrary, F[_]] extends Properties("foo") {

  implicit def arbitraryFA :Arbitrary[F[A]]
  def functorLaw (fn :Functor[F]) :Prop = forAll { (fa :F[A]) => true } 

}

现在这可行，但并不理想。我需要为每个测试实例化 class，我想运行，并且需要在那里提供 arbitraryFA 函数。当然，编译器需要这个函数，但对于许多类型，它们存在隐式应该这样做（例如 List[Int]）。然而编译器将无法猜测这些隐式提供任意FA，所以我需要自己实现这个，这是非常重复的。例如：

object IntListFunctorSpec extends FunctorSpec[Int, List] {
  def arbitraryFA :Arbitrary[List[Int]] = Arbitrary(arbitrary[List[Int]])

  ...
}

我认为我不需要告诉 scalacheck 如何构建 int 列表。有什么建议可以更优雅地做到这一点吗？

我尝试了其他关于更高类型边界的问题，但我无法弄清楚如何使用它们，尽管它们听起来很接近。所以我想我会问。

Answer 1

您的尝试失败的原因是您的类型不匹配。以下：

def functorLaw[A, F[_] :Arbitrary] (fn :Functor[F]) :Prop = forAll { (fa :F[A]) => true }

只是一个语法糖：

def functorLaw[A, F[_]] (fn :Functor[F])(implicit evidence: Arbitrary[F]) :Prop = forAll { (fa :F[A]) => true }

所以本质上，问题是你的方法需要一个类型为 Arbitrary[F] 的隐式值，其中 F 是高阶类型 (F[_])，但这没有意义，因为 Arbitrary 不取高阶类型：

// T is a first order type, it has the kind *
// Simply put, it is not a type constructor
class Arbitrary[T]

为了让您的代码按原样编译（并且有意义），Arbitrary 必须声明如下：

// T is a type constructor, it has the kind * -> *
class Arbitrary[T[_]]

现在了解如何修复它。在你的情况下，你想要的实际任意值是 F[A] 类型，而不是 F （这应该不用说，因为它不是具体类型，而是类型构造函数），所以你需要隐式类型为 Arbitrary[F[A]]:

def functorLaw[A, F[_]] (fn :Functor[F])(implicit arb: Arbitrary[F[A]]) :Prop = forAll { (fa :F[A]) => true }

并且由于F[A]没有出现在类型参数列表中（有A和F，但没有F[A]），"context bound"不能使用语法糖，我们必须使用显式 (!) 隐式参数列表。

Scala 中高级类型的类型约束

Type constraint for higher-kinded type in Scala

generics

polymorphism

scala

higher-kinded-types

scalacheck