如何编写一个 zipWith 方法来返回与传递给它的集合类型相同的集合？

Question

我已经走到这一步了：

implicit def collectionExtras[A](xs: Iterable[A]) = new {
  def zipWith[B, C, That](ys: Iterable[B])(f: (A, B) => C)(implicit cbf: CanBuildFrom[Iterable[A], C, That]) = {
    val builder = cbf(xs.repr)
    val (i, j) = (xs.iterator, ys.iterator)
    while(i.hasNext && j.hasNext) {
      builder += f(i.next, j.next)
    }
    builder.result
  }
}
// collectionExtras: [A](xs: Iterable[A])java.lang.Object{def zipWith[B,C,That](ys: Iterable[B])(f: (A, B) => C)(implicit cbf: scala.collection.generic.CanBuildFrom[Iterable[A],C,That]): That}

Vector(2, 2, 2).zipWith(Vector(4, 4, 4))(_ * _)
// res3: Iterable[Int] = Vector(8, 8, 8)

现在的问题是上面的方法总是返回一个Iterable。如何使它返回传递给它的类型集合？ （在这种情况下，Vector）谢谢。

Answer 1

你已经足够接近了。只是两行的小改动：

implicit def collectionExtras[A, CC[A] <: IterableLike[A, CC[A]]](xs: CC[A]) = new {
  def zipWith[B, C, That](ys: Iterable[B])(f: (A, B) => C)(implicit cbf: CanBuildFrom[CC[A], C, That]) = {
    val builder = cbf(xs.repr)
    val (i, j) = (xs.iterator, ys.iterator)
    while(i.hasNext && j.hasNext) {
      builder += f(i.next, j.next)
    }
    builder.result
  }
}

首先，你需要获取被传递的集合类型，所以我添加了CC[A]作为类型参数。此外，该集合需要能够“复制”自身——这是由IterableLike 的第二个类型参数保证的——所以CC[A] <: IterableLike[A, CC[A]]。注意IterableLike的第二个参数是Repr，正是xs.repr的类型。

当然，CanBuildFrom 需要接收CC[A] 而不是Iterable[A]。仅此而已。

结果：

scala> Vector(2, 2, 2).zipWith(Vector(4, 4, 4))(_ * _)
res0: scala.collection.immutable.Vector[Int] = Vector(8, 8, 8)

Answer 2

上面的问题是你的隐式转换collectionExtras导致获取的对象丢失了类型信息。特别是，在上面的解决方案中，具体的集合类型丢失了，因为您将Iterable[A] 类型的对象传递给它 - 从这一点开始，编译器不再知道xs 的真实类型。尽管构建器工厂CanBuildFrom 以编程方式确保集合的动态类型是正确的（您确实得到了Vector），但静态编译器只知道zipWith 返回的是Iterable。

要解决这个问题，不要让隐式转换采用Iterable[A]，而是采用IterableLike[A, Repr]。为什么？

Iterable[A] 通常声明为：

Iterable[A] extends IterableLike[A, Iterable[A]]

与Iterable 的区别在于，这个IterableLike[A, Repr] 将具体集合类型保持为Repr。大多数具体集合，除了混入Iterable[A]，还混入特征IterableLike[A, Repr]，用具体类型替换Repr，如下所示：

Vector[A] extends Iterable[A] with IterableLike[A, Vector[A]]

他们可以这样做，因为类型参数 Repr 被声明为协变。

长话短说，使用IterableLike 会导致您隐式转换以保留具体的集合类型信息（即Repr）并在您定义zipWith 时使用它 - 请注意，构建器工厂CanBuildFrom 现在将第一个类型参数包含Repr 而不是Iterable[A]，从而导致解析适当的隐式对象：

import collection._
import collection.generic._

implicit def collectionExtras[A, Repr](xs: IterableLike[A, Repr]) = new {
  def zipWith[B, C, That](ys: Iterable[B])(f: (A, B) => C)(implicit cbf: CanBuildFrom[Repr, C, That]) = {
    val builder = cbf(xs.repr)
    val (i, j) = (xs.iterator, ys.iterator)
    while(i.hasNext && j.hasNext) {
      builder += f(i.next, j.next)
    }
    builder.result
  }
}

更仔细地阅读您的问题表述（“如何编写一个 zipWith 方法来返回与传递给它的集合相同类型的集合？”），在我看来，您希望拥有与传递的集合相同类型的集合到zipWith，而不是隐式转换，即与ys相同的类型。

原因同上，解决方法如下：

import collection._
import collection.generic._

implicit def collectionExtras[A](xs: Iterable[A]) = new {
  def zipWith[B, C, That, Repr](ys: IterableLike[B, Repr])(f: (A, B) => C)(implicit cbf: CanBuildFrom[Repr, C, That]) = {
    val builder = cbf(ys.repr)
    val (i, j) = (xs.iterator, ys.iterator)
    while(i.hasNext && j.hasNext) {
      builder += f(i.next, j.next)
    }
    builder.result
  }
}

有结果：

scala> immutable.Vector(2, 2, 2).zipWith(mutable.ArrayBuffer(4, 4, 4))(_ * _)
res1: scala.collection.mutable.ArrayBuffer[Int] = ArrayBuffer(8, 8, 8)

Answer 3

老实说，我不确定它是如何工作的：

implicit def collectionExtras[CC[X] <: Iterable[X], A](xs: CC[A]) = new {
  import collection.generic.CanBuildFrom
  def zipWith[B, C](ys: Iterable[B])(f: (A, B) => C)
  (implicit cbf:CanBuildFrom[Nothing, C, CC[C]]): CC[C] = {
    xs.zip(ys).map(f.tupled)(collection.breakOut)
  }
}

scala> Vector(2, 2, 2).zipWith(Vector(4, 4, 4))(_ * _)
res1: scala.collection.immutable.Vector[Int] = Vector(8, 8, 8)

我有点猴子修补 this answer from retronym 直到它工作！

基本上，我想使用CC[X] 类型构造函数来指示zipWith 应该返回xs 的集合类型，但使用C 作为类型参数（CC[C]）。我想使用breakOut 来获得正确的结果类型。我有点希望有一个 CanBuildFrom 隐含在范围内，但随后收到此错误消息：

required: scala.collection.generic.CanBuildFrom[Iterable[(A, B)],C,CC[C]]

然后诀窍是使用Nothing 而不是Iterable[(A, B)]。我猜隐式是在某处定义的......

另外，我喜欢把你的zipWith 想成zip 然后map，所以我改变了实现。这是您的实现：

implicit def collectionExtras[CC[X] <: Iterable[X], A](xs: CC[A]) = new {
  import collection.generic.CanBuildFrom
  def zipWith[B, C](ys: Iterable[B])(f: (A, B) => C)
  (implicit cbf:CanBuildFrom[Nothing, C, CC[C]]) : CC[C] = {
    val builder = cbf()
    val (i, j) = (xs.iterator, ys.iterator)
    while(i.hasNext && j.hasNext) {
      builder += f(i.next, j.next)
    }
    builder.result
  }
}

注意this article 提供了类型构造器模式的一些背景知识。