在 Scala 中泛化构造函数

Question

我一直在用 Scala 做一些练习。我想我可能会尝试使用新添加的AnyVal trait 来派生一种创建不兼容的值类型的方法，这些值类型不会被意外地分配给彼此。

我能想到的最好的方法是这样的：

object Measurements {
  trait ValueType[T] extends Any {
    def value: T
  }

  trait Measurement[A <: ValueType[Double]] extends Any {
    def modify(fn: (Double, A) => Double, value: A): A
    def +(mod: A) = modify((x: Double, y: A) => x + y.value, mod)
    def -(mod: A) = modify((x: Double, y: A) => x - y.value, mod)
    def *(mod: A) = modify((x: Double, y: A) => x * y.value, mod)
    def /(mod: A) = modify((x: Double, y: A) => x / y.value, mod)
  }

  case class Frequency(value: Double) extends AnyVal 
      with ValueType[Double] 
      with Measurement[Frequency] 
  {
    def modify(fn: (Double, Frequency) => Double, mod: Frequency) 
      = Frequency(fn(value, mod))
  }

  case class Amplitude(value: Double) extends AnyVal 
      with ValueType[Double] 
      with Measurement[Amplitude] 
  {
    def modify(fn: (Double, Amplitude) => Double, mod: Amplitude) 
      = Amplitude(fn(value, mod))
  }

  case class Wavelength(value: Double) extends AnyVal 
      with ValueType[Double] 
      with Measurement[Wavelength] 
  {
    def modify(fn: (Double, Wavelength) => Double, mod: Wavelength) 
      = Wavelength(fn(value, mod))
  }
}
import Measurements._
Frequency(150) + Frequency(10) // ==> Frequency(160)
Amplitude(23.2) * Amplitude(2) // ==> Amplitude(46.4)
Amplitude(50) + Frequency(50)  // ==> Compile-time Type Error

不幸的是，它要求我为每个实例唯一地定义modify 函数，因为不可能用泛型类型A 定义类似A(value) 的东西。似乎没有办法定义构造函数约束。否则我也许可以在 trait 上定义一些常见的东西，比如：

def modify(fn: (Double, A) => Double, mod: A) = A(fn(value, mod))

我已尝试在 A 上调用 apply(Double)，但无法从通用变量访问它。我还试图看看我是否可以建立某种工厂以至少简化事情，但无法想出比我现在所做的更优雅的事情。我一直在用 C# 遇到同样的问题。

有没有办法将依赖于不同（但相关）类的通用构造函数类型的代码分解出来？

Answer 1

如果不求助于运行时反射（或者可能是宏），我认为这是不可能的。基本上有三个问题，你已经指出了其中两个：

• 特征不可能声明强制构造函数签名。

• 无法在A 上调用诸如apply 之类的方法，因为它是类型变量，而不是类或对象。

• 由于值类（当前）只能扩展universal traits，但不能扩展抽象类，因此无法使用TypeTags 来获取属于A 实例化类型的类当Measurement 被扩展时。

我能想到的最好方法是以下方法。请注意，它使用反射，如果Measurement 的具体实例未声明适当的构造函数，则可能会在运行时引发异常。

// ... as above ...

trait Measurement[A <: ValueType[Double]] extends Any { self: A =>
  def modify(fn: (Double, A) => Double, mod: A): A =
    this.getClass
        .getConstructor(this.getClass)
        .newInstance(fn(value, mod): java.lang.Double)

  // ... as above ...
}

case class Frequency(value: Double)
    extends AnyVal 
       with ValueType[Double] 
       with Measurement[Frequency]

// ... etc ...

Frequency(150) + Frequency(10) // ==> Frequency(160)
Amplitude(23.2) * Amplitude(2) // ==> Amplitude(46.4)
Amplitude(50) + Frequency(50)  // ==> Compile-time Type Error

自类型注解self: A 确保ValueType 声明的value 字段可从内部特征Measurement 访问。