在 Scala 3 编译时提取和访问字段

Question

在这个博客中已经很好地解释了在 Scala 3 编译时提取案例类的元素的名称和类型：https : //blog.philipp-martini.de/blog/magic-mirror-scala3/ 但是，同一个博客用于productElement获取存储在实例中的值。我的问题是如何直接访问它们？考虑以下代码：

case class Abc(name: String, age: Int)
inline def printElems[A](inline value: A)(using m: Mirror.Of[A]): Unit = ???
val abc = Abc("my-name", 99)
printElems(abc)

如何（更新和的签名printElems）实现，printElems以便printElems(abc)将其扩展为如下所示：

println(abc.name)
println(abc.age)

或者至少这个：

println(abc._1())
println(abc._2())

但不是这个：

println(abc.productElement(0))
println(abc.productElement(1))

不用说，我正在寻找一种适用于任意 case 类的解决方案，而不仅仅是Abc. 此外，如果必须使用宏，那就没问题了。但请只使用 Scala 3。

Answer 1

我为您提供了宏观扩张期间利用的解决方案qoutes.reflect。

使用 qoutes.reflect 可以检查传递的表达式。在我们的例子中，我们想要找到字段名称以便访问它（有关 AST 表示的一些信息，您可以阅读此处的文档）。

因此，首先，我们需要构建一个内联 def 以便用宏扩展表达式：

inline def printFields[A](elem : A): Unit = ${printFieldsImpl[A]('elem)}

在实施过程中，我们需要：

• 获取对象中的所有字段
• 访问字段
• 打印每个字段

要访问对象字段（仅适用于案例类），我们可以使用对象Symbol，然后使用方法case fields。它为我们提供了每个案例字段的List名称填充Symbol。

然后，要访问字段，我们需要使用Select（由反射模块给出）。它接受术语和访问器符号。因此，例如，当我们写这样的东西时：

Select(term, field)

就像用代码编写类似的东西：

term.field

最后，要打印每个字段，我们只能利用拼接。总结一下，生成您需要的代码可能是：

import scala.quoted.*
def getPrintFields[T: Type](expr : Expr[T])(using Quotes): Expr[Any] = {
  import quotes.reflect._
  val fields = TypeTree.of[T].symbol.caseFields
  val accessors = fields.map(Select(expr.asTerm, _).asExpr)
  printAllElements(accessors)
}

def printAllElements(list : List[Expr[Any]])(using Quotes) : Expr[Unit] = list match {
  case head :: other => '{ println($head); ${ printAllElements(other)} }
  case _ => '{}
}

因此，如果您将其用作：

case class Dog(name : String, favoriteFood : String, age : Int)
Test.printFields(Dog("wof", "bone", 10))

控制台打印：

wof
bone
10

在@koosha的评论之后，我尝试扩展按字段类型选择方法的示例。再次，我使用了宏（抱歉:( )，我不知道如何在不反映代码的情况下选择属性字段。如果有一些提示，欢迎:)

因此，除了第一个示例之外，在本例中，我还使用显式类型类召唤并从字段中键入。

我创建了一个非常基本的类型类：

trait Show[T] {
   def show(t : T) : Unit
}

以及一些实现：

implicit object StringShow extends Show[String] {
  inline def show(t : String) : Unit = println("String " + t)
}

implicit object AnyShow extends Show[Any] {
  inline def show(t : Any) : Unit = println("Any " + t)
}

AnyShow被认为是故障安全默认值，如果在隐式解析期间没有找到其他隐式，我用它来打印元素。

字段类型可以使用TypeRep和TypeIdent

val typeRep = TypeRepr.of[T]
val fields = TypeTree.of[T].symbol.caseFields
val fieldsType = fields.map(typeRep.memberType)
  .map(_.typeSymbol)
  .map(symbol => TypeIdent(symbol))
  .map(_.tpe)
  .map(_.asType)

Show现在，给出该字段并利用 Expr.summon[T]，我可以选择要使用的实例：

val typeMirror = TypeTree.of[T]
val typeRep = TypeRepr.of[T]
val fields = TypeTree.of[T].symbol.caseFields
val fieldsType = fields.map(typeRep.memberType)
  .map(_.typeSymbol)
  .map(symbol => TypeIdent(symbol))
  .map(_.tpe)
  .map(_.asType)

fields.zip(fieldsType).map {
  case (field, '[t]) =>
  val result = Select(expr.asTerm, field).asExprOf[t]
    Expr.summon[Show[t]] match {
      case Some(show) =>
        '{$show.show($result)}
      case _ => '{ AnyShow.show($result) }
  }
}.fold('{})((acc, expr) => '{$acc; $expr}) // a easy way to combine expression

然后，您可以将其用作：

case class Dog(name : String, favoriteFood : String, age : Int)
printFields(Dog("wof", "bone", 10))

此代码打印：

String wof
String bone
Any 10