如何为具有协变/逆变类型参数的类定义 flatMap？答案

【问题标题】：How to define flatMap for a class with covariant/contravariant type parameters?如何为具有协变/逆变类型参数的类定义 flatMap？
【发布时间】：2013-02-17 12:38:20
【问题描述】：

假设我们有一个具有协变和逆变类型参数的类：

sealed trait Pipe[-I,+O,+R]
// case subclasses

我们为这个类的实例定义了单子操作：

object Pipe {
    def flatMap[I,O,Ri,R](p: Pipe[I,O,Ri], f: Ri => Pipe[I,O,R]): Pipe[I,O,R] =
        ...
}

为了能够使用 for-comprehension，我们需要 flatMap 是 trait 本身的一个方法：

sealed trait Pipe[-I,+O,+R] {
    def flatMap[I,O,Ri,R](f: Ri => Pipe[I,O,R]): Pipe[I,O,R] =
        Pipe.flatMap(this, f);
}

但是，这不会编译，它会失败

逆变类型I 出现在值f 的类型(R) => Pipe[I,O,R1] 的协变位置。

（协变类型参数也会出现类似的错误。）

我了解限制以及问题发生的原因。但是是否有一些解决方法，如何使用与上述相同语义的Pipes.flatMap 在特征上定义flatMap？也许使用一些隐式转换和/或中间构建器类？

【问题讨论】：

标签： scala monads covariance contravariance for-comprehension

【解决方案1】：

最简单的，

implicit def pipeFlatMap[I, O, A](pipe: Pipe[I, O, A]) = new {
  def flatMap[B](f: A => Pipe[I, O, B]) = Pipe.flatMap(pipe, f)
}

如果您的Pipe 允许实现point，即def point[I, O, A](a: A): Pipe[I, O, A]，那么实现一个完整的scalaz.Monad 类型类可能会很有用，因为Scalaz 的隐含将为您免费提供flatMap 和许多其他单子操作：

implicit def pipeMonad[I, O] = new Monad[({type λ[α]=Pipe[I, O, α]})#λ] {
  // TODO implement point and bind
}

【讨论】：