scala - 如何让子类型拥有参数要求更严格的方法

Question

我正在尝试在 Scala 中实现 Monad，遇到了一个我不知道是否可以解决的问题:

示例代码为(未编译，仅供引用):

trait Monad[A]
{
    def pure(value : A) : Monad[A]
    def flatMap[B](func : A => Monad[B]) : Monad[B]
}

trait State[S, A] extends Monad[A] with Function1[S, (A, S)]
{
    override def pure(value : A) : State[S, A] = new State[S,A]() {
        def apply(state : S) = (value, state)
    }

    override def flatMap[B](func : A => State[S, B]) : State[S, B] = 
      new State[S, B]() {
         def apply(state : S) =
         {
            val first = State.this.apply(state)
            func.apply(first._1).apply(first._2)
         }
    }
}

我的问题出在方法上

def flatMap[B](func : A => Monad[B]) : Monad[B]

我希望它以这样一种方式定义，即当特征继承 Monad 时(例如 State)，则该方法将是

def flatMap[B](func : A => State[S, B]) : State[S, B]

换句话说，我想知道是否可以在 trait 中定义一个方法，使其强制参数成为当前类型的 subtype。

Answer 1

恕我直言，monad 接口(interface)需要是高阶类型构造函数，如类型类(以及 monad 实例的隐式转换):

trait Monad[C[_]] { // monad for category C
  def pure[A](x : A): C[A]
  def flatMap[A, B](func : A => C[B]) : C[A] => C[B]
}

但是如果您更喜欢通过扩展 Monad 接口(interface)来使用 monad 功能，那么我可以为您的代码提出一些修复建议:

trait Monad[A] {
  type M[x] <: Monad[x]

  def pure(value : A) : M[A]
  def flatMap[B](func : A => M[B]) : M[B]
}

trait State[S, A] extends Monad[A] with Function1[S, (A, S)] {
  type M[x] = State[S, x]

    override def pure(value : A) : M[A] = new State[S,A]() {
        def apply(state : S) = (value, state)
    }

    override def flatMap[B](func : A => M[B]) : M[B] = 
      new State[S, B]() {
         def apply(state : S) = {
            val first = State.this.apply(state)
            func.apply(first._1).apply(first._2)
         }
    }
}