在 Java 8 中实现 Monad

Question

我正在尝试在this article 之后在 Java 8 中实现 Monad 接口，但是我遇到了以下编译错误

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发现 2 个错误：

• 文件：FunctorsMonads.java [行：36]

  错误：FOptional 不是抽象的，不会覆盖 Monad 中的抽象方法 flatMap(java.util.function.Function>)

• 文件：FunctorsMonads.java [行：50]

  错误：名称冲突：FOptional 中的 flatMap(java.util.function.Function>) 和 Monad 中的 flatMap(java.util.function.Function) 具有相同的擦除，但都不会覆盖另一个

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Functor 界面可以正常工作。非常感谢任何帮助。

代码如下：

import java.util.function.Function;

public class FunctorsMonads {

  public static void main(String[] args) {
    System.out.println(tryParse("47"));
    System.out.println(tryParse("a"));

    FOptional<String> str = FOptional.of("47");
    System.out.println(str);
    FOptional<FOptional<Integer>> num = str.map(FunctorsMonads::tryParse);
    System.out.println(num);
    FOptional<Integer> num2 = str.flatMap(FunctorsMonads::tryParse);
    System.out.println(num2);
  }

  static FOptional<Integer> tryParse(String s){
    try {
      final int i = Integer.parseInt(s);
      return FOptional.of(i);
    } catch (NumberFormatException e) {
      return FOptional.empty();
    }
  }
}

interface Functor<T, F extends Functor<?, ?>> {
  <R> F map(Function<T, R> f);
}

interface Monad<T, M extends Monad<?, ?>> extends Functor<T, M> {
  M flatMap(Function<T, M> f);
}

//class FOptional<T> implements Functor<T, FOptional<?>>
class FOptional<T> implements Monad<T, FOptional<?>> {
  private final T valueOrNull;

  private FOptional(T valueOrNull) {
    this.valueOrNull = valueOrNull;
  }

  public <R> FOptional<R> map(Function<T, R> f) {
    if (valueOrNull == null)
      return empty();
    else
      return of(f.apply(valueOrNull));
  }

  public <R> FOptional<R> flatMap(Function<T, FOptional<R>> f) {
    if (valueOrNull == null)
      return empty();
    else
      return f.apply(valueOrNull);
  }

  public static <T> FOptional<T> of(T a) {
    return new FOptional<T>(a);
  }

  public static <T> FOptional<T> empty() {
    return new FOptional<T>(null);
  }

  @Override
  public String toString() {
    return getClass().getName() + "<" + valueOrNull + ">";
  }
}

编辑：
我在 main 方法中添加了以下几行作为实现正确性的试金石：
FOptional<Integer> num2 = str.flatMap(FunctorsMonads::tryParse); System.out.println(num2);

Answer 1

您不能在 Java 中实现完全类型安全的 Monad 接口。 flatmap 的正确签名应该是 <R> M<R> flatMap(Function<T, M<R>> f)，但这在 Java 中是不可表达的。这个M<R> 表达式称为higher-kinded type。

Answer 2

实现的方法FOptional::flatMap与接口Monad中的定义不匹配。

你只需要修改接口Monad本身：

interface Monad<T, M extends Monad<?, ?>> extends Functor<T, M> {

    <R> M flatMap(Function<T, FOptional<R>> f);
}

此外，据我了解，从功能上来说，两个界面都应该以相同的精神设计。将新接口与Functor接口进行比较：

interface Functor<T, F extends Functor<?, ?>> {

    <R> F map(Function<T, R> f);
}

它们都定义了返回新泛型类型的方法：Monad 和 M 和 Functor 和 F，并使用新引入的泛型类型 R。