使用类型类时，如何以不同的方式处理对象？

Question

假设我有一个类型类Graph[G,V]，它声明G 类型的对象也是具有V 类型顶点的图。

现在我有一个隐式函数，可以让我将 A 类型的对集合视为具有 A 类型顶点的图（无法表示未连接的顶点...）。我可以通过导入以下对象的范围来使用隐式。

object TupleSetGraph{
  implicit def ts2graph[A]: Graph[Set[(A,A)],A] = new Graph[Set[(A,A)],A] {
    def nodes(g: Set[(A, A)]): Set[A] = g flatMap (t => Set(t._1,t._2))
    def adjacent(g: Set[(A, A)], n1: A, n2: A): Boolean = g.contains((n1,n2)) || g.contains((n2,n1))
  }
}

假设我还希望能够映射顶点的内容，从而能够执行以下操作：

(_: Set[(A,A)]).map((_: A => B)): Set[(B,B)]

但是Set 上已经定义了一个map。如何处理相同的数据结构可以以不同的方式被视为同一事物（具有map函数的事物）的问题？

Answer 1

val x: Set[(A, A)] = ...
(x: Graph[_, _]).map(...)

如果您希望名称相同，这似乎是您能做的最好的事情。

正如您所指出的，这不是您想要的。这应该会更好：

object Graph {
  def map[G, V](graph: G)(f: V => V)(implicit instance: Graph[G, V]) = ...
}

val x: Set[(A, A)] = ...
Graph.map(x)(f) 
// but note that the type of argument of f will often need to be explicit, because
// type inference only goes from left to right, and implicit arguments come last

请注意，您只能让f 成为V => V 而不是V => V1。为什么？想象一下你有 implicit g1: Graph[SomeType, Int]，但不是implicit g2: Graph[SomeType, String]。那么Graph.map(_: SomeType)((_: Int).toString) 会返回什么？这个问题可以通过要求G 为参数化类型来避免：

trait Graph[G[_]] {
  def nodes[A](g: G[A]): Set[A]
  def adjacent[A](g: G[A], n1: A, n2: A): Boolean
}

object TupleSetGraph{
  type SetOfPairs[A] = Set[(A,A)]
  implicit def ts2graph: Graph[SetOfPairs] = new Graph[SetOfPairs] {
    def nodes[A](g: Set[(A, A)]): Set[A] = g flatMap (t => Set(t._1,t._2))
    def adjacent[A](g: Set[(A, A)], n1: A, n2: A): Boolean = g.contains((n1,n2)) || g.contains((n2,n1))
  }
}

那么你有

object Graph {
  def map[G[_], V, V1](graph: G[V])(f: V => V1)(implicit instance: Graph[G]) = ...
}

Answer 2

草拟一个可能的解决方案：

将 map 操作放在辅助 trait 中

说GraphOps（可能是Graph本身，但地图签名可能太复杂了）

case class GraphOps[G](data: G) { def map...}

轻松获取GraphOps：

object Graph {
   def apply[G](data: G) = GraphOps(data)
}

这样，调用将是

Graph(set).map(f) 

apply 可以设为隐式，但我不确定我是否想这样做（如果我这样做了，我不确定它是否能正确找到地图）。

变体。在 GraphOps 中有图表

我们也可以

case class GraphOps[G,V](data: G, graph: Graph[G,V])

和

object Graph {
   def apply[G,V](data: G)(implicit graph: Graph[G,V]) = GraphOps(data, graph)
}

这样做的好处是顶点类型 V 在 GraphOps 中可用

定义映射操作

您想要的签名很复杂，Set[(A,A)] 返回一个 Set[(B,B)]，但其他图形实现返回完全不同的东西。这类似于在集合库中所做的。

我们可以引入一个特征 CanMapGraph[From, Elem, To]，类似于 CanBuildFrom

trait CanMapGrap[FromGraph, FromElem, ToGraph, ToElem] {
  def map(data: FromGraph, f: FromElem => ToElem): ToGraph
}

（您可能会将其更改为具有比 map 更多的基本操作，以便它可以用于不同的操作，就像 CanBuildFrom 所做的那样）

那么地图就是

case class GraphOps[G](data: G) {
  def map[A,B](f: A, B)(implicit ev: CanMapFrom[G, A, B, G2]) : G2 =
    ev.map(data, f)
}

你可以定义

implicit def mapPairSetToPairSet[A, B] = 
  new CanMapGraph[Set[(A,A)], A, Set[(B,B)], B] {
    def map(set: Set[(A,A)], f: A => B) = set.map{case (x, y) => (f(x), f(y))}
  } 

然后你就可以了

val theGraph = Set("A" -> "B", "BB" -> "A", "B" -> "C", "C" -> "A")
Graph(theGraph).map(s: String -> s(0).toLower)
res1: Set[(Char, Char)] = Set((a,b), (b,a), (b,c), (c,a))

一个问题是顶点的类型在第一个参数列表中是未知的，即 f 的那个，所以我们必须明确地使用 s: String。

有了替代的GraphOps，我们很早就得到了顶点类型，A不是Map的参数，而是GraphOps的参数，所以从一开始就知道，不需要在@中显式987654339@。如果您这样做，您可能希望将图形传递给CanMapGraph 中的方法map。

使用第一个解决方案，仍然很容易将图表提供给CanMapGraph。

implicit def anyGraphToSet[G,V,W](implicit graph: Graph[G,V]) 
  = new CanMapFrom[G, V, Set[(W,W)], W] {
    def map(data: G, f: V => W) = 
      (for {
         from <- graph.nodes(data)
         to <- graph.nodes(data)) 
         if graph.adjacent(data, from, to) }
       yield (from, to)).toSet
  }

Answer 3

如果您使用的是类型类，那么您可以执行以下操作：

implicitly[TypeClass].map(...)

如果您使用的是视图边界，那么 Alexey 的回答是正确的：

(...: ViewBound).map(...)