Scala：值类 X 添加到其方法的返回类型为 X#

Question

我想丰富一个“scala 图表”图表。为此，我创建了一个隐式值类：

import scalax.collection.mutable
import scalax.collection.edge.DiEdge

...
    type Graph = mutable.Graph[Int, DiEdge]
    implicit class EnrichGraph(val G: Graph) extends AnyVal {
        def roots = G.nodes.filter(!_.hasPredecessors)
        ...
    }
...

问题在于其方法的返回类型，例如：

import ....EnrichGraph

val H: Graph = mutable.Graph[Int,DiEdge]()

val roots1 = H.nodes.filter(!_.hasPredecessors)  // type Iterable[H.NodeT]
val roots2 = H.roots        // type Iterable[RichGraph#G.NodeT] !!

val subgraph1 = H.filter(H.having(roots1)) // works!
val subgraph2 = H.filter(H.having(roots2)) // type mismatch! 

原因是否在于“Graph”具有依赖的子类型，例如节点T？有没有办法让这种充实发挥作用？

Answer 1

通常有效的方法是将单例类型作为类型参数传播到EnrichGraph。这意味着一些额外的样板，因为您必须将 implicit class 拆分为 class 和 implicit def。

class EnrichGraph[G <: Graph](val G: G) extends AnyVal {
    def roots: Iterable[G#NodeT] = G.nodes.filter(!_.hasPredecessors)
    //...
}
implicit def EnrichGraph(g: Graph): EnrichGraph[g.type] = new EnrichGraph[g.type](g)

这里的要点是G#NodeT =:= H.NodeT 如果G =:= H.type，或者换句话说(H.type)#NodeT =:= H.NodeT。 （=:= 是类型相等运算符）

你得到那个奇怪类型的原因是roots 有一个依赖于路径类型的类型。该路径包含值G。那么你的程序中val roots2 的类型需要包含到G 的路径。但是由于G 绑定到了一个未被任何变量引用的EnrichGraph 实例，因此编译器无法构造这样的路径。编译器可以做的“最好”的事情是构造一个类型，其中省略了路径的那部分：Set[_1.G.NodeT] forSome { val _1: EnrichGraph }。这是我实际使用您的代码得到的类型；我假设您使用的 Intellij 打印这种类型的方式不同。

正如@DmytroMitin 指出的那样，可能更适合您的版本是：

import scala.collection.mutable.Set
class EnrichGraph[G <: Graph](val G: G) extends AnyVal {
    def roots: Set[G.NodeT] = G.nodes.filter(!_.hasPredecessors)
    //...
}
implicit def EnrichGraph(g: Graph): EnrichGraph[g.type] = new EnrichGraph[g.type](g)

因为您的其余代码实际上需要Set 而不是Iterable。

尽管重新引入了路径依赖类型，但它仍然有效的原因非常棘手。实际上现在roots2 将收到Set[_1.G.NodeT] forSome { val _1: EnrichGraph[H.type] } 类型，它看起来很复杂。但重要的部分是这种类型仍然包含_1.G.NodeT 中的G 具有H.type 类型的知识，因为该信息存储在val _1: EnrichGraph[H.type] 中。

对于Set，您不能使用G#NodeT 为您提供更简单的类型签名，因为G.NodeT 是G#NodeT 的子类型，而Set 不幸的是不变的。在我们的使用中，这些类型实际上总是等价的（正如我上面解释的），但编译器无法知道这一点。