Scala 能否约束对象图，以便只有与上下文相关的对象可见？

Question

有没有办法使用 Scala 的类型系统来简洁地指定完整对象图的上下文相关子图？

DCI 认为您通常拥有一个相当复杂的对象图，但在任何一个用例中，您通常只想使用子图。你有一个Foo，它有一个Bar和一个Bat，但是当你在用例1中时，你只关心Bar，而在用例2中时，只关心@987654325 @。

例如，假设您有这个结构，角色 1 用例需要 Foo->Bar->Baz->Bin，角色 2 用例需要 Foo->Bat->Baz->Buz：

class Foo{
   val bar = new Bar() //Only relevant to Role 1
   val bat = new Bat() //Only relevant to Role 2 
}

class Bar {
   val baz = new Baz() 
}

class Bat {
   val baz = new Baz()
}

//Relevant to both Role 1 and 2 (via Bar or Bat)
class Baz {
  val bin = new Bin() //Only relevant to Role 1
  val buz = new Buz() //Only relevant to Role 2
}

class Bin{}
class Buz{}

很容易看出如何通过使用特征来限制单个类中的访问：

trait FooInRole1 { def bar : Bar }  //Define accessor in trait
s/Foo/Foo extends FooInRole1/       //Change Foo's declaration to implement trait
val f : FooInRole1 = new Foo        //LHS is i'face, RHS is implementation
//f.bat <--Compile error              Irrelevant field is not available. \o/ 

但是您必须为与用例相关的每个对象重复此模式。 （例如，你需要一个BazInRole1 来访问bin 和一个BazInRole2 来访问biz）

我的问题是，是否有某种方法可以避免编写所有这些容易出错、名称空间拥挤的特征。例如，我可以想象这样的代码（不能编译）：

class Foo[T] {
  T match { 
    case r1 : Role1 => def bar : Bar[T]
    case r2 : Role2 => def bat : Bat[T]
    case _ => //Nothing
  }
}

val fInRole1 = new Foo[Role1] //Provides Foo->Bar->Baz->Bin
val fInRole2 = new Foo[Role2] //Provides Foo->Bat->Baz->Buz

似乎 Scala 的类型系统具有足够的表现力来做这样的事情，但我无法弄清楚。

Answer 1

不是很简洁，成员也有，就是用不上，不过往这个方向走或许可以接受？

class Foo[R] {
  def bar(implicit ev: R <:< Role1) = new Bar[R] //Only relevant to Role 1
  def bat(implicit ev: R <:< Role2) = new Bat[R] //Only relevant to Role 2
}

Answer 2

如果我正确理解了您的问题（我不确定），您希望Foo 提供bar 或bat 之一，具体取决于Foo 的类型参数。

我的第一枪是：

class Bar
class Bat

trait BarExt { def bar = new Bar }
trait BatExt { def bat = new Bat }

trait Role
case object Role1 extends Role
case object Role2 extends Role

trait RoleProvider[From <: Role, To] {
  def apply(): To
}

object RoleProvider {
  implicit val r1 = new RoleProvider[Role1.type, Foo[Role1.type] with BarExt] {
    def apply() = new Foo[Role1.type] with BarExt
  }

  implicit val r2 = new RoleProvider[Role2.type, Foo[Role2.type] with BatExt] {
    def apply() = new Foo[Role2.type] with BatExt
  }
}

class Foo[T <: Role]

object Foo {
  def create[T <: Role, To](f: T)(implicit rp: RoleProvider[T,To]): To = rp()
}

这样

scala> Foo.create(Role1)
res1: Foo[Role1.type] with BarExt = RoleProvider$$anon$3$$anon$1@187b2d93    scala> Foo.create(Role1).bar

scala> Foo.create(Role1).bar
res2: Bar = Bar@7ea4b9da

scala> Foo.create(Role1).bat
<console>:12: error: value bat is not a member of Foo[Role1.type] with BarExt
              Foo.create(Role1).bat

和

scala> Foo.create(Role2).bat
res3: Bat = Bat@56352b57

scala> Foo.create(Role2).bar
<console>:12: error: value bar is not a member of Foo[Role2.type] with BatExt
              Foo.create(Role2).bar

可以通过将相应的声明拉入r1 和r2 的定义中来摆脱BarExt 和BatExt，但是我发现使用它“更难”：

implicit val r1 = new RoleProvider[Role1.type, Foo[Role1.type] { val bar: Bar }] {
  def apply() = new Foo[Role1.type] { val bar = new Bar }
}

implicit val r2 = new RoleProvider[Role2.type, Foo[Role2.type] { val bat: Bat }] {
  def apply() = new Foo[Role2.type] { val bat = new Bat }
}

归根结底，我仍然不相信这正是您所要求的，或者是吗？

Answer 3

在 DCI 的 this artima article 中，作者提出了一种在 Scala 中获得 DCI 架构的方法，这看起来就像您的目标一样。

基本思想是在 trait 中定义与您的用例相关的方法，但不是您的方法，而是使用自类型注释来确保它是某个基类的对象。

所以为了让这更容易理解：你有一个数据类Data，它包含数据对象的基本组件。当你想实现某个用例时，它喜欢在某个角色Role 中考虑一个Data 对象，你可以像这样准备角色：

trait Role { self : Data => 
  def methodForOnlyThisUseCase = {...}
}

为了执行用例，您可以通过以下方式创建一个特定于该角色的对象：

val myUseCaseObject = new Data with Role

像这样，对象myUseCaseObject 仅限于它的Data 成分以及它在给定用例中的角色所需的方法。

如果它变得更复杂，您可能必须创建类似伪角色特征的东西，它定义了多个用例共有的方法。然后用例角色​​的自类型注释将指向该伪特征，而伪特征自类型注释指向相应的数据类。