Scala:值类 X 作为 X# 添加到其方法的返回类型

Question

我想丰富“scala 图表”图表。为此，我创建了一个隐式值类:

import scalax.collection.mutable
import scalax.collection.edge.DiEdge

...
    type Graph = mutable.Graph[Int, DiEdge]
    implicit class EnrichGraph(val G: Graph) extends AnyVal {
        def roots = G.nodes.filter(!_.hasPredecessors)
        ...
    }
...

问题在于其方法的返回类型，例如:

import ....EnrichGraph

val H: Graph = mutable.Graph[Int,DiEdge]()

val roots1 = H.nodes.filter(!_.hasPredecessors)  // type Iterable[H.NodeT]
val roots2 = H.roots        // type Iterable[RichGraph#G.NodeT] !!

val subgraph1 = H.filter(H.having(roots1)) // works!
val subgraph2 = H.filter(H.having(roots2)) // type mismatch! 

原因是否在于“Graph”具有依赖子类型的事实，例如节点？有没有办法让这种浓缩工作？

Answer 1

通常有效的是将单例类型作为类型参数传播到 EnrichGraph。这意味着需要一些额外的样板，因为您必须将 implicit class 拆分为一个 class 和一个 implicit def。

class EnrichGraph[G <: Graph](val G: G) extends AnyVal {
    def roots: Iterable[G#NodeT] = G.nodes.filter(!_.hasPredecessors)
    //...
}
implicit def EnrichGraph(g: Graph): EnrichGraph[g.type] = new EnrichGraph[g.type](g)

这里的要点是 G#NodeT =:= H.NodeT 如果 G =:= H.type，或者换句话说 (H. type)#NodeT =:= H.NodeT. (=:=是类型相等运算符)

你得到那个奇怪类型的原因是 roots 有一个依赖于路径类型的类型。该路径包含值 G。因此，您程序中的 val roots2 类型需要包含到 G 的路径。但由于 G 绑定(bind)到 EnrichGraph 的实例，而该实例未被任何变量引用，因此编译器无法构造这样的路径。编译器可以做的“最好”的事情是构造一个类型，其中路径的那部分被遗漏:Set[_1.G.NodeT] forSome { val _1: EnrichGraph }。这是我用你的代码实际得到的类型；我假设您正在使用以不同方式打印此类型的 Intellij。

正如@DmytroMitin 所指出的，可能更适合您的版本是:

import scala.collection.mutable.Set
class EnrichGraph[G <: Graph](val G: G) extends AnyVal {
    def roots: Set[G.NodeT] = G.nodes.filter(!_.hasPredecessors)
    //...
}
implicit def EnrichGraph(g: Graph): EnrichGraph[g.type] = new EnrichGraph[g.type](g)

因为您的其余代码实际上需要 Set 而不是 Iterable。

尽管重新引入了路径依赖类型，但它仍然有效的原因是非常棘手的。实际上现在 roots2 将接收类型 Set[_1.G.NodeT] forSome { val _1: EnrichGraph[H.type] } 看起来很复杂。但重要的是，此类型仍然包含 _1.G.NodeT 中的 G 具有类型 H.type 的知识，因为该信息存储在 val _1: EnrichGraph[H.type] 中。

使用 Set，您不能使用 G#NodeT 来提供更简单的类型签名，因为 G.NodeT 是不幸的是，G#NodeT 和 Set 是不变的。在我们的使用中，这些类型实际上总是等价的(正如我上面解释的)，但编译器无法知道这一点。