Scala 中高级类型的类型约束

Question

我正在尝试为 scala 中的函子编写通用定律，格式可以在 scalacheck 测试中重用于许多函子。定律应该由构造函数 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 而不是法体，因为确切的计算对我的问题无关紧要）

然而，我能破解的最好方法是将它包装在一个抽象类中，为生成任意 F[A] 值提供一个隐含的抽象：

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我想要运行的类，并且需要在那里提供任意 FA 函数。当然，编译器需要这个函数，但是对于很多类型，它们存在应该执行它的隐式（例如对于 List[Int]）。但是编译器将无法猜测这些隐式提供了任意FA，因此我需要自己实现这一点，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。任何建议如何更优雅地做到这一点？

我尝试了其他关于更高级类型边界的问题，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存在某种不匹配。下列：

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 }

因此，本质上，问题在于您的方法需要类型的隐式值，Arbitrary[F]其中 F 是高阶类型 ( F[_])，但这没有意义，因为Arbitrary不采用高阶类型：

// 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[_]]

现在介绍如何修复它。在您的情况下，您想要的实际任意值是 type F[A]，而不是F（这应该不言而喻，因为它不是具体类型，而是类型构造函数），因此您需要的隐式值是 type Arbitrary[F[A]]：

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

并且因为F[A]不会出现在类型参数列表中（有Aand F，但没有F[A]），所以不能使用“上下文绑定”语法糖，我们必须使用显式（！）隐式参数列表。