只能通过哨兵函数实例化的代数类型

Question

我想使用案例类来更有表现力地描述我的数据类型，以便从更高的静态正确性中受益。目标是 100% 静态确定存在的任何 Age 值始终包含有效的人类年龄（撇开封装规则可以使用反射绕过这一事实不谈）。

例如，我没有使用Int 来存储人的年龄，而是：

case class Age(x: Int) extends AnyVal
def mkAge(x: Int) = if (0 <= x && x <= 150) Some(Age(x)) else None
def unwrapAge(age: Age) = age.x

但是，此实现存在以下事实：Age 仍然可以在不经过 mkAge 和 unwrapAge 的情况下被实例化。

接下来，我尝试将构造函数设为私有：

case class Age private(x: Int) extends AnyVal
object Age {
  def make(x: Int) = if (0 <= x && x <= 150) Some(Age(x)) else None
  def unwrap(age: Age) = age.x
}

然而，虽然这确实阻止了 Age 使用 new 实例化（例如 new Age(3)），但 object Age 中自动生成的 apply(x: Int) 仍然很容易访问。

那么，问题来了：除了Age.make 或mkAge 之外，如何隐藏伴随对象中的构造函数和默认apply 方法？

我想避免必须使用常规（非case）类并手动正确复制class Age 和object Age 中的自动生成方法。

Answer 1

你快到了：

case class Age private(private val x:Int) extends AnyVal
object Age {
  def mkAge(x:Int) = if(0<=x && x<=150) Some(Age(x)) else None
  def unwrapAge(age:Age) = age.x
}

注意案例类构造函数中额外的private val。

Answer 2

那么，问题来了：如何在除了 Age.make 或 mkAge 之外的任何对象中隐藏构造函数和默认的 apply 方法？

我想避免必须使用常规（非大小写）类，并手动正确复制类 Age 和对象 Age 中的自动生成方法。

我认为这是不可能的，但https://stackoverflow.com/a/25538287/9204 详细介绍了一个（相当重要的）解决方案。

Answer 3

我认为 Age 不需要成为一个案例类。因为它是一个值类，你不需要重写equals和hashcode，它也只有一个字段，所以复制构造函数没有任何好处。你不能对伴随对象中的 apply() 做任何事情。如果您仍然想使用案例类，您可以添加 require 但这并不能解决您的实例化问题。

object A extends App {

  import Age._

  println(mkAge(150))
  println(mkAge(151))
  //println(new Age(51))   //Error!


  val a = mkAge(15) match {
    case Some(Age(x)) => x
    case None => 0
  }

  print(a)
}

class Age private(val x: Int) extends AnyVal {
  override def toString = s"A($x)"
}

object Age {
  def mkAge(x: Int) = if (0 <= x && x <= 150) Some(new Age(x)) else None
  def unwrapAge(age: Age) = age.x
  def unapply(age: Age) = if (age == null) None else Some(age.x)
}