scala - 改变类状态的惯用方式

Question

我有几个类都扩展了相同的特征，并且都共享应该改变它们状态的相互功能。但是我想知道是否有更好的方法来实现相同的功能。

例如：

trait Breed
case object Pincher extends Breed
case object Haski extends Breed

trait Foox{
  def age: Int
  def addToAge(i: Int): Foox 
}

case class Dog(breed: Breed, age: Int) extends Foox
case class Person(name: String, age: Int) extends Foox

我希望addToAge 将返回具有附加 int 的相同对象， 当然我可以为每个类实现相同的，这与 DRY 规则相矛盾：

case class Dog(breed: Breed, age: Int) extends Foox{
  def addToAge(i: Int) = copy(age = age + i)
}
case class Person(name: String, age: Int) extends Foox{
  def addToAge(i:Int) = copy(age = age + i)
}

1. 有没有更好的方法来避免这种情况？

2. 是否有一个选项可以避免在每个案例类中重新定义 age:Int 并保持其状态（年龄已在特征中定义）？

Answer 1

一种可能的解决方案（可能涵盖某些用例）是使用来自shapeless 库的Lenses：

import shapeless._

abstract class Foox[T](
  implicit l: MkFieldLens.Aux[T, Witness.`'age`.T, Int]
) {
  self: T =>
  final private val ageLens = lens[T] >> 'age

  def age: Int
  def addToAge(i: Int): T = ageLens.modify(self)(_ + i)
}

case class Dog(breed: Breed, age: Int) extends Foox[Dog]
case class Person(name: String, age: Int) extends Foox[Person]

请注意，要创建Lens，您需要一个隐式MkFieldLens，因此将Foox 定义为abstract class 而不是trait 更容易。否则，您必须在每个孩子中编写一些代码来提供隐式。

另外，我认为没有办法避免在每个孩子中定义 age: Int。在构建实例时，您必须以某种方式提供年龄，例如Dog(Pincher, 5)，所以你必须有那个构造函数参数来表示年龄。

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更多解释：

借用Haskell Lens tutorial:

镜头是对某些数据类型的子部分的一级引用。 [...] 给定一个镜头，您基本上可以做三件事 可能想做的事

1. 查看子部分
2. 通过更改子部分来修改整体
3. 将此镜头与另一个镜头结合使用，可以看得更深

第一个和第二个引起了镜头是吸气剂的想法 和像你一样的二传手可能在一个对象上。

修改部分可以用来实现我们想用age做的事情。

Shapeless 库提供了一种漂亮的、无样板的语法来为案例类字段定义和使用镜头。 The code example in the documentation 是不言自明的，我相信。

age 字段的以下代码来自该示例：

final private val ageLens = lens[???] >> 'age
def age: Int
def addToAge(i: Int): ??? = ageLens.modify(self)(_ + i)

addToAge 的返回类型应该是什么？它应该是调用此方法的子类的确切类型。这通常通过F-bounded polymorphism 实现。所以我们有以下内容：

trait Foox[T] { self: T => // variation of F-bounded polymorphism

  final private val ageLens = lens[T] >> 'age

  def age: Int
  def addToAge(i: Int): T = ageLens.modify(self)(_ + i)
}

T 在那里被用作孩子的确切类型，并且每个扩展 Foox[T] 的类都应该将自己提供为 T（因为自类型声明 self: T =>）。例如：

case class Dog(/* ... */) extends Foox[Dog]

现在我们需要使lens[T] >> 'age 行工作。

我们来分析>>方法的签名，看看它需要什么功能：

def >>(k: Witness)(implicit mkLens: MkFieldLens[A, k.T]): Lens[S, mkLens.Elem]

1. 我们看到'age 参数被隐式转换为shapeless.Witness。 Witness 表示特定值的确切类型，或者换句话说，一个类型级别的值。两种不同的文字，例如Symbols 'age 和 'foo，有不同的见证人，因此可以区分它们的类型。

   Shapeless 提供了一种花哨的反引号语法来获得某个值的Witness。对于'age 符号：

   Witness.`'age`    // Witness object
   Witness.`'age`.T  // Specific type of the 'age symbol
   

2. 根据第 1 项和>> 签名，我们需要为类T（子case class）和字段'age 提供一个隐式MkFieldLens：

   MkFieldLens[T, Witness.`'age`.T]
   

   age 字段的类型也应为 Int。可以用 shapeless 中常见的Aux pattern 来表达这个要求：

   MkFieldLens.Aux[T, Witness.`'age`.T, Int]
   

为了更自然地提供这种隐式，作为隐式参数，我们必须使用abstract class 而不是trait。