Scala，通用特征元组上的模式匹配，检查类型是否相等

Question

我知道存在很多关于泛型类型的类型擦除和模式匹配的问题，但我无法从这些问题的答案中理解在我的情况下我应该做什么，我无法在标题中更好地解释它。

以下代码片段被简化以展示我的案例。

所以我有一个特质

 trait Feature[T] {
      value T
      def sub(other: Feature[T]): Double
 }

 // implicits for int,float,double etc to Feature with sub mapped to - function
 ...

那我有课

 class Data(val features: IndexedSeq[Feature[_]]) {
     def sub(other: Data): IndexedSeq[Double] = {
         features.zip(other.features).map {
             case(e1: Feature[t], e2: Feature[y]) => e1 sub e2.asInstanceOf[Feature[t]]
         }
     }    
 }

我有一个这样的测试用例

case class TestFeature(val value: String) extends Feature[String] {
     def sub(other: Feature[String]): Double = value.length - other.length
}

val testData1 = new Data(IndexedSeq(8, 8.3f, 8.232d, TestFeature("abcd"))
val testData2 = new Data(IndexedSeq(10, 10.1f, 10.123d, TestFeature("efg"))

testData1.sub(testData2).zipWithIndex.foreach { 
  case (res, 0) => res should be (8 - 10)
  case (res, 1) => res should be (8.3f - 10.1f)
  case (res, 2) => res should be (8.232d - 10.123d)
  case (res, 3) => res should be (1)
}

这在某种程度上有效。如果我尝试对Data 的实例进行子操作，这些实例在features 的同一索引中具有不同的类型，我会得到ClassCastException。这实际上满足了我的要求，但如果可能的话，我想使用 Option 而不是抛出异常。我怎样才能使下面的代码工作？

 class Data(val features: IndexedSeq[Feature[_]]) {
     def sub(other: Data): IndexedSeq[Double] = {
         features.zip(other.features).map {
             // of course this does not work, just to give idea
             case(e1: Feature[t], e2: Feature[y]) if t == y => e1 sub e2.asInstanceOf[Feature[t]]
         }
     }    
 }

另外我在 Scala 方面真的很缺乏经验，所以我想获得有关这种结构的反馈。还有其他方法可以做到这一点，哪种方法最有意义？

Answer 1

泛型在运行时不存在，IndexedSeq[Feature[_]] 甚至在编译时都忘记了类型参数是什么（@Jatin 的答案不允许您使用 @ 的混合类型列表构造一个 Data 987654323@)。最简单的答案可能只是捕获异常（使用来自scala.util.control.Exception 的catching 和opt）。但是，要按照书面形式回答问题：

您可以在运行时检查类：

case (e1: Feature[t], e2: Feature[y]) if e1.value.getClass ==
  e2.value.getClass => ...

或者在Feature中包含类型信息：

trait Feature[T] {
  val value: T
  val valueType: ClassTag[T] // write classOf[T] in subclasses
  def maybeSub(other: Feature[_]) = other.value match {
    case valueType(v) => Some(actual subtraction)
    case _ => None
  }
}

更复杂的“正确”解决方案可能是使用 Shapeless HList 来保留列表中的类型信息：

// note the type includes the type of all the elements
val l1: Feature[Int] :: Feature[String] :: HNil = f1 :: f2 :: HNil
val l2 = ...

// a 2-argument function that's defined for particular types
// this can be applied to `Feature[T], Feature[T]` for any `T`
object subtract extends Poly2 {
  implicit def caseFeatureT[T] =
    at[Feature[T], Feature[T]]{_ sub _}
}
// apply our function to the given HLists, getting a HList
// you would probably inline this
// could follow up with .toList[Double]
// since the resulting HList is going to be only Doubles
def subAll[L1 <: HList, L2 <: HList](l1: L1, l2: L2)(
  implicit zw: ZipWith[L1, L2, subtract.type]) =
  l1.zipWith(l2)(subtract)

这样subAll 只能为所有匹配的元素的l1 和l2 调用，这是在编译时强制执行的。 （如果你真的想做Options，你可以在subtract中有两个ats，一个用于相同类型的Feature[T]s，一个用于不同类型的Feature[_]s，但完全排除似乎是一个更好的解决方案）

Answer 2

你可以这样做：

class Data[T: TypeTag](val features: IndexedSeq[Feature[T]]) {

    val t = implicitly[TypeTag[T]]

    def sub[E: TypeTag](other: Data[E]): IndexedSeq[Double] = {
        val e = implicitly[TypeTag[E]]
        features.zip(other.features).flatMap{
            case(e1, e2: Feature[y]) if e.tpe == t.tpe  => Some(e1 sub e2.asInstanceOf[Feature[T]])
            case _ => None
        }
    }
}

然后：

case class IntFeature(val value: Int) extends Feature[Int] {
    def sub(other: Feature[Int]): Double = value - other.value
}
 val testData3 = new Data(IndexedSeq(TestFeature("abcd")))
 val testData4 = new Data(IndexedSeq(IntFeature(1)))
 println(testData3.sub(testData4).zipWithIndex)

给Vector()