给定方法参数返回最具体的类型

Question

我试图在给定一些变量参数的情况下创建一个特定且唯一的类型.

下面列出了代表前四个自然数的预定义类型(使用类似于Digit0..Digit9,DimensionCons和EndDimension(如HNil)的HList).

  object Defined {
    type D1 = DimensionCons[Digit1, EndDimension.type]
    val d1 = DimensionCons(Digit1(), EndDimension)

    type D2 = DimensionCons[Digit2, EndDimension.type]
    val d2 = DimensionCons(Digit2(), EndDimension)

    type D3 = DimensionCons[Digit3, EndDimension.type]
    val d3 = DimensionCons(Digit3(), EndDimension)

    type D4 = DimensionCons[Digit4, EndDimension.type]
    val d4 = DimensionCons(Digit4(), EndDimension)
  }

我正在寻找一种带有指示签名的方法

  def getDimensionTpe[D <: Dimension](dim: Int) : D

即如返回DimensionCons[Digit2, EndDimension.type]的getDimensionTpe(2).

问题:

• 这是否可能没有whitebox宏(生成类型？)如果是这样,如何以及如何处理？
• 是否有可能或适用的替代技术？
• 路径依赖类型可以帮助吗？

谢谢,马丁

Answer 1

我不确定我是否理解你正在做什么DimensionCons和DigitN业务,但是可以使用Shapeless来编写一个采用整数的方法(尽管只是一个文字常量 - 它必须在编译时才知道)并使该整数确定返回值的静态类型.

为了简化代码以获得完整的工作示例,假设我们要编写如下方法:

trait Dimension
case class Dim1() extends Dimension
case class Dim2() extends Dimension
case class Dim3() extends Dimension
// And so on...

def getDimensionTpe[D <: Dimension](dim: Int) : D

... getDimensionTpe(1)返回Dim1()(静态类型为Dim1),getDimensionTpe(2)将返回Dim2()等.为此,我们可以在无形自然数和维度之间引入类型类映射:

import shapeless.{ DepFn0, Nat }

trait DimMap[N <: Nat] extends DepFn0 {
  type Out <: Dimension
}

object DimMap {
  type Aux[N <: Nat, D <: Dimension] = DimMap[N] { type Out = D }

  implicit val dimMap1: Aux[Nat._1, Dim1] = new DimMap[Nat._1] {
    type Out = Dim1
    def apply(): Dim1 = Dim1()
  }

  implicit val dimMap2: Aux[Nat._2, Dim2] = new DimMap[Nat._2] {
    type Out = Dim2
    def apply(): Dim2 = Dim2()
  }

  implicit val dimMap3: Aux[Nat._3, Dim3] = new DimMap[Nat._3] {
    type Out = Dim3
    def apply(): Dim3 = Dim3()
  }

  // And so on as needed.
}

如果你的尺寸类型有更多的结构,那么可以在这里避免使用样板,但我不清楚你的DigitN东西是如何工作的.然而,这似乎与问题的主要方面正确,关于如何定义getDimensionTpe.

如果你不介意写一个白盒宏,你可以将它定义为具有非常类似下面的签名的东西:

def getDimensionTpe[D <: Dimension](dim: Int) : D

尽管如此,这对于屁股来说是一个巨大的痛苦,而Shapeless可以让你在没有自定义宏的情况下编写基本相同的东西.给定DimMap上面的类型类,您可以编写以下内容:

def getDimensionTpe(dim: Nat)(implicit m: DimMap[dim.N]) : m.Out = m()

然后:

scala> val d1: Dim1 = getDimensionTpe(1)
d1: Dim1 = Dim1()

scala> val d2: Dim2 = getDimensionTpe(2)
d2: Dim2 = Dim2()

scala> val d3: Dim3 = getDimensionTpe(3)
d3: Dim3 = Dim3()

如果你得到的静态类型错误,编译器会告诉你:

scala> val d3: Dim1 = getDimensionTpe(3)
<console>:15: error: type mismatch;
 found   : DimMap.dimMap3.Out
    (which expands to)  Dim3
 required: Dim1
       val d3: Dim1 = getDimensionTpe(3)
                                     ^

如果提供没有映射的整数文字,那也是编译时错误:

scala> getDimensionTpe(0)
<console>:14: error: could not find implicit value for parameter m: DimMap[shapeless._0]
       getDimensionTpe(0)
                      ^

最后,如果您提供的Int参数不是整数文字,那么您还会遇到编译器错误:

scala> val x = 1
x: Int = 1

scala> getDimensionTpe(x)
<console>:16: error: Expression x does not evaluate to a non-negative Int literal
       getDimensionTpe(x)
                       ^

在幕后,Shapeless正在使用一个宏来实现这一点,甚至不是那么可怕 - 您可以阅读详细信息的NatMacros定义.