泛型特征的隐式转换

Question

我正在实现一个数据结构，并希望用户能够使用任何类型作为键，只要他提供了一个合适的键类型来包装它。我有这种键类型的特征。这个想法是从基类型到键类型进行隐式转换，反之则（实际上）只使用基类型。特征如下所示：

trait Key[T] extends Ordered[Key[T]] {
  def toBase : T

  // Further stuff needed for datastructure...
}
object Key {
  implicit def key2base[T](k : Key[T]) : T = k.toBase
}

调用站点代码可能如下所示：

def foo[K <% Key[K]]( bar : Seq[K] ) = bar.sorted(0)

计划是 K 类型的值应隐式转换为已排序的 Key[K] 或应分别隐式使用 Key[K] 上的排序，因此一切都应该解决。当然，没有办法在特征本身中实现隐式base2key。或者是否存在，也许使用隐式传递的类清单？考虑到这一点，我找不到任何参考资料。

是否有可能以某种方式静态断言扩展Key[T] 的任何类型都将带有隐式转换T => Key[T]？可悲的是，伴生对象不能有抽象方法。

假设这可行，整个企业是否可行，或者所述用例是否需要多个链式隐式转换？ （正如我所读的那样，链接不会发生。）

附录：有了上面的定义，我可以使用sortWith(_.key <= _.key)对Node(key : K, ...)（在K <% Key[K]下）的序列进行排序，但不能使用sortBy(_.key)。所以，很明显，从K 到Key[K] 的转换是隐式发生的，即使我从未在任何地方声明它，但Key[K] 上没有Ordering 隐式可用。这是怎么回事？

Answer 1

您问“是否有可能以某种方式静态断言任何扩展 Key[T] 的类型都将带有隐式转换 T => Key[T]？可悲的是，伴随对象不能有抽象方法。”

但是您的示例是静态断言：当您需要从T 到Key[T] 的视图时，您在编译时断言您只能调用foo 来获取可以提升为键的类型。还是我误会了什么？

关于附录：您说您很惊讶“从K 到Key[K] 的转换是隐式发生的，即使我从未在任何地方声明过”。问题是，您确实声明了它：T <% Key[T]（我在这里使用 T 而不是 K，您似乎混淆了 base *T*ype 和 *K*在这里？）。这等同于

def foo[T](bar : Seq[T])(implicit view: T => Key[T]) = bar.sortWith(_ <= _)(0)

因此，当您执行sortWith(_ <= _) 时，您会将T 强制转换为Key[T]（其中<= 是根据特征Ordered[Key[T]] 定义的）。

以你的 Node 为例，为什么不这样做

case class Node[K](key: K)
def test[K](bar: Seq[Node[K]])(implicit ord: Ordering[K]) = bar.sortBy(_.key)(0)

希望对您有所帮助...

Answer 2

以下是您问题的可能解决方案（希望我正确理解了您的要求）：

// Key stuff

trait Keyable[T] {
  def toKey(t: T): Key[T]
}

trait Key[T] extends Ordered[Key[T]] {
  def toBase() : T
}

object Key {
  implicit def key2base[T](k : Key[T]) : T = k.toBase
  implicit def base2key[T : Keyable](k : T) : Key[T] = implicitly[Keyable[T]].toKey(k)
}

// more concrete stuff - namely A

class A(val i: Int) {
  override def toString = "A {" + i + "}"
}

object A {
  implicit val aKeyable = new Keyable[A] {
    def toKey(t: A) = new Key[A] {
      def toBase() = t
      def compare(that: Key[A]) = t.i compare that.i
    }
  }
}

// testing

def foo[K : Keyable](bar: Seq[K]) = bar.sortBy(implicitly[Keyable[K]].toKey)

val list = List(new A(5), new A(1), new A(3))

println(foo(list)) // prints: List(A {1}, A {3}, A {5})

在这种情况下，Key[T] 是 T 类型的包装器，Keyable[T] 是允许将类型 T 转换为 Key[T] 的类型 cals。我还展示了base2key 的外观。

Answer 3

在这个答案中，我将保留当前最好的版本以供参考。使用this answer 更集中的问题；根据this one，2.9 将被淘汰。

Key 特征保持不变；我添加了一个特定的功能来说明：

trait Key[T] extends Ordered[Key[T]] {
  def toBase : T
  def foo(i : Int) : Key[T]
}
object Key {
  implicit def key2base[T](k : Key[T]) : T = k.toBase
  implicit def ordering[T <% Key[T]] = new Ordering[T]{
    def compare(x: T, y: T) = x compare y
  }
}

以下工作按预期工作（如果import Key._ 完成）：

def min[K <% Key[K]](l : Seq[K]) : K = l.sorted.head

假设我们有一个简单的class Node[K](val key : K)。同样，一切都按预期进行：

def min[K <% Key[K]](l : Seq[Node[K]]) : Node[K] = l.sortBy(_.key).head

再举一个例子，假设这段代码只使用Key[T] 接口：

def test[K <% Key[K]](bar : Seq[K]) = 
  bar.map(_.foo(3)).sorted

请注意，这是因为 map 直接生成 Seq[Key[K]] 后编译的；排序不需要转换。现在，如果我们有一个正确的Key 实现，比如说

class StringKey(val key : String) extends Key[String] {
  def foo(i : Int) =  StringKey(this.key + "_" + i)
  def toBase = key
  override def compare(other : Key[String]) = -1*this.key.compare(other.toBase)
}
object StringKey {
  def apply(key : String) = new StringKey(key)
  def unapply(key : String) = Some(key)
  implicit def string2key(s : String) = StringKey(s)
}

以下应该有效：

import StringKey.string2key
import Key.key2base
val bla : Seq[String] = test(Seq("b", "c", "a")).map(_.capitalize)
println(bla)
// expected output: Seq(C_3, B_3, A_3)

但实际上，没有找到从StringKey 到String 的转换：

error: value capitalize is not a member of this.Key[java.lang.String]

这很奇怪；如果使用泛型类型参数声明，会发生从Key[String] 到String 的转换。