嵌套的隐式宏似乎不适用于类型参数？

Question

我正在编写一个Scala隐式宏,它自动为case类生成一个类型类(使用quasiquote,Scala 2.10.3都带有宏天堂编译器插件和Scala 2.11.0-M7).

隐式宏以递归方式查找参数的类型类.

只要case类不接受类型参数或者在生​​成的代码中没有使用类型参数,它就可以正常工作.

但是一旦需要隐式值,<TypeClass>[<TypeParameter of case class>]调用站点的编译就会失败,并且"找不到参数e的隐含值".

以下是重现问题的代码:

trait TestTypeClass[A] {
  def str(x: A): String
}
object Test {
  implicit def BooleanTest = new TestTypeClass[Boolean] {
    def str(x: Boolean) = x.toString
  }
  def CaseClassTestImpl[A: c.WeakTypeTag](c: Context): c.Expr[TestTypeClass[A]] = {
    import c.universe._
    val aType = weakTypeOf[A]
    val TestTypeClassType = weakTypeOf[TestTypeClass[_]]
    val typeName = aType.typeSymbol.name.decoded
    val params = aType.declarations.collectFirst { case m: MethodSymbol if m.isPrimaryConstructor => m }.get.paramss.head
    val paramTypes = aType.declarations.collectFirst { case m: MethodSymbol if m.isPrimaryConstructor => m }.get.paramss.head.map(_.typeSignature)
    val paramList = for (i <- 0 until params.size) yield {
      val param = params(i)
      val paramType = paramTypes(i)
      val paramName = param.name.decoded
      q"str($param)"
    }
    println(paramList)
    val src =
      q"""
    new TestTypeClass[$aType] {
      def str(x: $aType) = Seq(..$paramList).mkString(",")
    }
    """
    c.Expr[TestTypeClass[A]](src)
  }
  implicit def CaseClassTest[A]: TestTypeClass[A] = macro CaseClassTestImpl[A]
  def str[A: TestTypeClass](x: A) = implicitly[TestTypeClass[A]].str(x)
}

// somewhere in other module
implicitly[TestTypeClass[TestClass]] // OK.
implicitly[TestTypeClass[TestClass2[Boolean]]] // Error
// could not find implicit value for parameter e: TestTypeClass[TestClass2[Boolean]]
implicitly[TestTypeClass[TestClass2[TestClass]]] // Error
// could not find implicit value for parameter e: TestTypeClass[TestClass2[TestClass]]

它是如此设计,我做错了什么,还是编译错误？

Answer 1

有一些应该避免你的版本从工作表面层次的问题在所有的,但一旦他们解决,你应该能够做到你想要什么(它是否是一个好主意,那是另一问题,一个,我会试着在这个答案的最后解决).

这三个最大的问题是:

      q"str($param)"

首先,在生成的代码的上下文中,str将引用您正在定义和实例化的匿名类的str方法,而不是方法on Test.接下来,这将生成看起来像str(member),但member在生成的代码的上下文中不会有任何意义的代码 - 您想要类似的东西str(x.member).最后(并且相关地),每个param都将是构造函数参数,而不是访问器.

以下是一个完整的工作示例(在2.10.3上测试):

import scala.language.experimental.macros
import scala.reflect.macros.Context

trait TestTypeClass[A] { def str(x: A): String }

object Test {
  implicit def BooleanTest = new TestTypeClass[Boolean] {
    def str(x: Boolean) = x.toString
  }

  def CaseClassTestImpl[A: c.WeakTypeTag](
    c: Context
  ): c.Expr[TestTypeClass[A]] = {
    import c.universe._
    val aType = weakTypeOf[A]

    val params = aType.declarations.collect {
      case m: MethodSymbol if m.isCaseAccessor => m
    }.toList

    val paramList = params.map(param => q"Test.str(x.$param)")

    val src = q"""
      new TestTypeClass[$aType] {
        def str(x: $aType) = Seq(..$paramList).mkString(",")
      }
    """

    c.Expr[TestTypeClass[A]](src)
  }
  implicit def CaseClassTest[A]: TestTypeClass[A] = macro CaseClassTestImpl[A]
  def str[A: TestTypeClass](x: A) = implicitly[TestTypeClass[A]].str(x)
}

然后是一些演示设置:

import Test._

case class Foo(x: Boolean, y: Boolean)
case class Bar[A](a: A)

最后:

scala> str(Bar(Foo(true, false)))
res0: String = true,false

这向我们展示了编译器Bar[Foo]通过递归应用宏来成功找到实例.

所以这种方法有效,但它也破坏了类型类提供的一些重大优势,例如基于运行时反射的解决方案来解决这类问题.当我们得到一些只是将它们从空中拉出来的宏时,可以更容易地推断出可用的实例.确定它能够找到什么的逻辑隐藏在宏实现代码中 - 它将在编译时运行,因此它在某种意义上仍然是类型安全的,但它不太透明.

这个实现也非常过度生成实例(尝试str(1)),这很容易被纠正,但它很好地说明了这种东西有多危险.

对于它的价值,下面是一个使用的替代解决方案无形2.0的TypeClass类型类,由Miles上述(你还可以看到我的博客文章在这里进行类似的比较).

implicit def BooleanTest = new TestTypeClass[Boolean] {
  def str(x: Boolean) = x.toString
}

def str[A: TestTypeClass](x: A) = implicitly[TestTypeClass[A]].str(x)

import shapeless._

implicit object `TTC is a type class` extends ProductTypeClass[TestTypeClass] {
  def product[H, T <: HList](htc: TestTypeClass[H], ttc: TestTypeClass[T]) =
    new TestTypeClass[H :: T] {
      def str(x: H :: T) = {
        val hs = htc.str(x.head)
        val ts = ttc.str(x.tail)
        if (ts.isEmpty) hs else hs + "," + ts
      }
    }
  def emptyProduct = new TestTypeClass[HNil] { def str(x: HNil) = "" }
  def project[F, G](inst: => TestTypeClass[G], to: F => G, from: G => F) =
    new TestTypeClass[F] { def str(x: F) = inst.str(to(x)) }
}

object TestTypeClassHelper extends TypeClassCompanion[TestTypeClass]
import TestTypeClassHelper.auto._

它并不是更简洁,但它更通用,不太可能做你不期望的事情.仍有神奇的事情发生,但它更容易控制和推理.