如何限制子类型中的通用特征答案

【问题标题】：How to restrict generic trait in subtype如何限制子类型中的通用特征
【发布时间】：2023-02-06 04:28:36
【问题描述】：

我有一个特征 Mutable[T]，它描述了可以使用 Mutation 对象突变为 T 的对象：

trait Mutable[T] {
  def mutate(mutation: Mutation): T
}

class Mutation {
  def perform[T <: Mutable[T]](mutable: T): T = mutable.mutate(this)
}

我还有两个描述一般动物和特定哺乳动物的特征。

我想要求 Animal 可以变异为另一个 Animal，但 Mammal 只能变异为另一个 Mammal。但是，以下内容不会编译：

trait Animal extends Mutable[Animal]
trait Mammal extends Animal, Mutable[Mammal]

case class Fish() extends Animal {
  override def mutate(mutation: Mutation): Animal = Fish()
}

// error: class Monkey cannot be instantiated since it has conflicting base types Mutable[Animal] and Mutable[Mammal]
case class Monkey() extends Mammal {
  override def mutate(mutation: Mutation): Mammal = Monkey()
}

我想按如下方式使用这些类型：

val mutation = new Mutation()

val fish: Animal = Fish()
val fish2: Animal = mutation.perform(fish)

val monkey: Mammal = Monkey()
val monkey2: Mammal = mutation.perform(monkey)

【问题讨论】：

标签： scala generics traits

【解决方案1】：

该错误是由Monkey 的超类型列表中的Mutable[Animal] 和Mutable[Mammal] 之间的冲突引起的。

要解决冲突，您可以改用与Mutable[Mammal]兼容的Mutable[? <: Animal]：

trait Animal extends Mutable[? <: Animal]
trait Mammal extends Animal, Mutable[Mammal]

然后，要扩展类型 Animal，您必须显式添加 Mutable[Animal] 作为超类型才能覆盖 mutate 方法：

case class Fish() extends Animal, Mutable[Animal] {
  override def mutate(mutation: Mutation): Animal = Fish()
}

定义辅助特性以节省一些输入可能会有所帮助：

trait AnimalBase extends Animal, Mutable[Animal]
case class Fish() extends AnimalBase {
  override def mutate(mutation: Mutation): Animal = Fish()
}

但是，Animal 的类型现在不再符合 Mutation.perform 的要求，即使您显式指定了类型参数：

val mutation = new Mutation()

val monkey: Mammal = Monkey()
val monkey2: Mammal = mutation.perform(monkey)  // OK
val monkey3: Mammal = mutation.perform[Mammal](monkey)  // OK

val fish: Animal = Fish()
val fish2: Animal = mutation.perform(fish)  // error: Found: (fish : Animal), Required: Nothing
val fish3: Animal = mutation.perform[Animal](fish)  // error: Type argument Animal does not conform to upper bound Mutable[Animal]

这可以通过放宽对 Mutation.mutate 到 [T <: Mutable[? <: T]] 的限制来解决：

class Mutation {
  def perform[T <: Mutable[? <: T]](mutable: T): T = mutable.mutate(this)
}

val mutation = new Mutation()

val fish: Animal = Fish()
val fish2: Animal = mutation.perform(fish)  // OK
val fish3: Animal = mutation.perform[Animal](fish)  // OK

【讨论】：