scala - 对连续元素具有类型约束的列表

Question

是否可以定义一个列表类型，其中每对连续元素都满足某种关系(约束)。例如，可以组合函数的函数列表:

val f1: A => B = ???
val f2: B => C = ???
val f3: C => D = ???

type SafeList = ??? // how to define this?

val fs: SafeList = f1 :: f2 :: f3 :: HNil // OK

val fs: SafeList = f1 :: f3 :: HNil       // ERROR

Answer 1

通常不可能使用类型别名来描述这样有趣的约束——相反，您需要一个类型类来作为类型具有某些属性的证据。

对于 Shapeless，通常可以使用库提供的类型类来实现这一点，但我认为这里不是这种情况。幸运的是，编写自己的代码并不太难:

import shapeless._

// Evidence that an hlist is made up of functions that can be composed.
trait Composable[L <: HList] {
  type In
}

object Composable {
  type Aux[L <: HList, In0] = Composable[L] { type In = In0 }

  implicit def composable0[A, B]: Aux[(A => B) :: HNil, A] =
    new Composable[(A => B) :: HNil] {
      type In = A
    }

  implicit def composable1[A, B, T <: HList]
    (implicit tc: Aux[T, B]): Aux[(A => B) :: T, A] =
      new Composable[(A => B) :: T] {
        type In = A
      }
}

def composable[L <: HList: Composable] {}

我们在这里所做的是描述如何使用单例归纳建立证据 HList作为基本情况。在每一步我们都使用 In type 成员来跟踪下一个(即列表中较早的)函数的输出类型必须是什么。

并确认它符合我们的预期:

scala> composable[(Int => String) :: (String => Char) :: HNil]

scala> composable[(Int => Long) :: (Long => Char) :: (Char => String) :: HNil]

scala> composable[(Int => String) :: (Symbol => Char) :: HNil]
<console>:23: error: could not find implicit value for evidence parameter...

前两个工作得很好，而第三个不能编译。