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我正在研究 Scala 中的优化过程,正在寻求有关如何构建我的问题的建议。该过程一次采取一个步骤,因此我天真地使用 Step
类对问题进行了建模:
class Step(val state:State) {
def doSomething = ...
def doSomethingElse = ...
def next:Step = ... // produces the next step in the procedure
}
过程中的每个步骤都由不可变的 Step
类表示,其构造函数被赋予上一步产生的状态,其 next
方法产生后续的 步骤
实例。基本思想是用 Iterator[Step]
包装它,以便可以采取步骤直到优化收敛。虽然有点简单,但这对于普通案例来说效果很好。
然而,现在我需要为算法添加各种扩展,并且我需要根据要优化的问题任意混合这些扩展。通常这将通过可堆叠特征模式来完成,但这种方法会为这个问题带来问题。这是两个可能的扩展的示例:
trait FeatureA extends Step {
// Extension-specific state passed from step to step
val aState:FeatureAState = ...
// Wrap base methods to extend functionality
abstract override def doSomething = { ...; super.doSomething(); ... }
}
// Just like Feature A
trait FeatureB extends Step {
val bState:FeatureBState = ...
abstract override def doSomething = { ...; super.doSomething(); ... }
}
有时优化需要混合 FeatureA
,有时需要 FeatureB
,有时两者都需要。
主要问题是基类的 next
方法不知道混合了哪些扩展,因此后续生成的步骤不会将任何扩展混合到初始步骤中。
此外,每个扩展程序都需要逐步传递自己的状态。在此示例中,FeatureAState
/FeatureBState
实例包含在它们各自的特征中,但没有覆盖 next
方法,FeatureA
和 FeatureB
无法传递其独特的状态。无法覆盖每个特征中的 next
,因为可能混合了这些扩展的组合,并且每个都只知道自己。
看来我把自己逼到了一个角落,希望有人对如何使用 Scala 处理这个问题有一些见解。哪种设计模式最适合此类问题?
最佳答案
您可能有兴趣探索 F-bound polymorphism图案。此模式允许您定义返回特征或基类中当前子类型的方法。这是您示例的简化版本:
trait Step[T <: Step[T]] { self: T =>
val name: String
def next: T
}
case class BasicStep(name: String) extends Step[BasicStep] {
def next = this.copy(name = name + "I")
}
case class AdvancedStep(baseName: String, iteration: Int) extends Step[AdvancedStep] {
val name = s"$baseName($iteration)"
def advancedFunction = println("foobar")
def next = this.copy(iteration = iteration + 1)
}
所以我们已经定义了基本的 Step
特征,它有一个 name
和一个返回任何自身类型的 next
方法扩展类的。例如,BasicStep
中的 next
方法返回一个 BasicStep
。这允许我们根据需要迭代和使用特定于子类型的覆盖:
val basicSteps = Iterator.iterate(BasicStep("basic"))(_.next).take(3).toList
//basicSteps: List[BasicStep] = List(BasicStep(basic), BasicStep(basicI), BasicStep(basicII))
val advancedSteps = Iterator.iterate(AdvancedStep("advanced", 0))(_.next).take(3).toList
//advancedSteps: List[AdvancedStep] = List(AdvancedStep(advanced,0), AdvancedStep(advanced,1), AdvancedStep(advanced,2))
val names = advancedSteps.map(_.name)
//names: List[String] = List(advanced(0), advanced(1), advanced(2))
advancedSteps.last.advancedFunction
//foobar
如果你想像这样混合多种类型,不幸的是你不能使用泛型(你会收到一个“继承不同类型的特征实例”错误)。但是,您可以使用抽象类型成员来表达 F-bound 多态性:
trait Step { self =>
type Self <: Step { type Self = self.Self }
val name: String
def next: Self
}
trait Foo extends Step {
val fooMarker = "foo"
}
trait Bar extends Step {
val barMarker = "bar"
}
case class FooBar(name: String) extends Foo with Bar {
override type Self = FooBar
def next = this.copy(name + "I")
}
然后 FooBar
实例将具有 Foo
和 Bar
上的方法:
val fooBar = FooBar("foobar").next.next
fooBar.barMarker //"bar"
fooBar.fooMarker //"foo"
fooBar.name //"fooNameII"
请注意名称来自 Foo
,因为它首先被混入。
关于scala - 您如何使用 Scala 将功能混合到迭代过程的每个步骤中?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/31195627/
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