在 Scala 中转置任意集合

Question

我必须经常在 Scala 中转置一个“矩形”集合，例如：映射列表、列表映射、映射映射、列表集合、集合映射等。可以统一看作是从特定域到共域的映射（例如：一个List[A]/Array[A]是从Int域到A共域的映射，Set[A]是一个映射从 A 域到布尔共域等），我想编写一个干净的通用函数来执行转置操作（例如：将列表映射转换为映射的转置列表）。但是，我遇到了麻烦，因为除了 () 运算符之外，Scala 似乎没有统一的 API 来将集合抽象地视为映射？

所以我最终为每种类型的集合编写了一个单独的转置，如下所示：

def transposeMapOfLists[A,B]( mapOfLists: Map[A,List[B]] ) : List[Map[A,B]] = {
  val k = ( mapOfLists keys ) toList
  val l = ( k map { mapOfLists(_) } ) transpose;
  l map {  v => ( k zip v ) toMap }
}

def transposeListOfMaps[A,B]( listOfMaps: List[Map[A,B]]) : Map[A,List[B]] = {
  val k = ( listOfMaps(0) keys ) toList
  val l = ( listOfMaps map { m => k map { m(_) } } ) transpose;
  ( k zip l ) toMap
}

def transposeMapOfMaps[A,B,C]( mapOfMaps: Map[A,Map[B,C]] ) : Map[B,Map[A,C]] = {
  val k = ( mapOfMaps keys ) toList
  val listOfMaps = k map { mapOfMaps(_) }
  val mapOfLists = transposeListOfMaps( listOfMaps )
  mapOfLists map { p => ( p._1, ( k zip p._2 ) toMap ) }
}

有人可以帮我将这些方法统一到一个通用的集合转置中吗？它还将帮助我（我相信其他人）在此过程中学习一些有用的 Scala 特性。

ps：我忽略了异常处理并假设输入集合是矩形的，即所有内部集合的域元素构成相同的集合。

Answer 1

我确信以下使用类型类的混乱版本可以清理很多，但它可以作为一个快速的概念验证。如果没有依赖的方法类型，我看不到一种简单的方法来获得正确的返回类型（我相信这是可能的），所以你必须使用-Xexperimental：

trait Mapping[A, B, C] {
  type M[D] <: PartialFunction[A, D]
  def domain(c: C): Seq[A]
  def fromPairs[D](ps: Seq[(A, D)]): M[D]
  def codomain(c: C)(implicit ev: C <:< PartialFunction[A, B]) =
    domain(c).map(c)
  def toPairs(c: C)(implicit ev: C <:< PartialFunction[A, B]) =
    domain(c).map(a => (a, c(a)))
}

implicit def seqMapping[A, B <: Seq[A]] = new Mapping[Int, A, B] {
  type M[C] = Seq[C]
  def domain(c: B) = 0 until c.size
  def fromPairs[C](ps: Seq[(Int, C)]) = ps.sortBy(_._1).map(_._2)
}

implicit def mapMapping[A, B, C <: Map[A, B]] = new Mapping[A, B, C] {
  type M[D] = Map[A, D]
  def domain(c: C) = c.keys.toSeq
  def fromPairs[D](ps: Seq[(A, D)]) = ps.toMap
}

def transpose[A, B, C, M, N](m: M)(implicit
  pev: M <:< PartialFunction[A, N],
  qev: N <:< PartialFunction[B, C],
  mev: Mapping[A, N, M],
  nev: Mapping[B, C, N]
) = nev.fromPairs(nev.domain(mev.codomain(m).head).map(b =>
    b -> mev.fromPairs(mev.toPairs(m).map { case (a, c) => a -> c(b) })
))

现在进行一些测试：

scala> println(transpose(List(Map("a" -> 1, "b" -> 13), Map("b" -> 99, "a" -> 14))))
Map(a -> Vector(1, 14), b -> Vector(13, 99))

scala> println(transpose(Map('a' -> List(1, 2, 3), 'z' -> List(4, 5, 6))))
Vector(Map(a -> 1, z -> 4), Map(a -> 2, z -> 5), Map(a -> 3, z -> 6))

scala> println(transpose(Map("x" -> Map(4 -> 'a, 99 -> 'z), "y" -> Map(4 -> 'b, 99 -> 's))))
Map(4 -> Map(x -> 'a, y -> 'b), 99 -> Map(x -> 'z, y -> 's))

所以它按预期工作。