模式匹配中使用的抽象类型的类型不匹配答案

【问题标题】：Type mismatch on abstract type used in pattern matching模式匹配中使用的抽象类型的类型不匹配
【发布时间】：2019-02-27 23:40:52
【问题描述】：

此代码编译时出错：

def f1[T](e: T): T = e match {
  case i:Int => i
  case b:Boolean => b
}
// type mismatch;
// found   : i.type (with underlying type Int)
// required: T
// case i:Int => i ...

从类型检查的角度来看，这段实现 GADT 的代码看起来非常相似，但编译时没有错误：

sealed trait Expr[T]
case class IntExpr(i: Int) extends Expr[Int]
case class BoolExpr(b: Boolean) extends Expr[Boolean]

def eval[T](e: Expr[T]): T = e match {
  case IntExpr(i) => i
  case BoolExpr(b) => b
}

在模式匹配表达式的这两种情况下，我们知道 i 和 b 是 Int 和 Boolean。为什么在第一个示例编译失败而在第二个示例编译成功？

【问题讨论】：

我删除了我的答案（这是错误的）。我还发现，如果您从示例中删除显式返回类型，它会编译并运行。如果是C++ pre C++17 的情况（有编译时泛型，但没有编译时if），我会告诉我方法体对于任何类型T 都不正确，如@ 987654327@ 永远不会同时是 Int 和 Boolean。
@bobah 因为它推断出返回类型为 AnyVal
你的函数只是def f1[T](e: T) = e。如果你想要一个解决方案，上下文会很有帮助。虽然也许你只是在寻找一个原因
@JoelBerkeley 这个问题主要是理论上的，而不是实际的。我正在尝试理解编译逻辑。
这似乎取决于模式是值模式还是类型模式。这也失败了case class Expr[T](v: T); def eval[T](e: Expr[T]): T = e match { case Expr(i: Int) => i; case Expr(b: Boolean) => b }

标签： scala generics

【解决方案1】：

第一种情况是不合理的，因为您低估了 Scala 类型系统中类型的多样性。如果当我们采用case i:Int 分支时，我们知道T 是Int，或者至少是Int 的超类型，这将是有意义的。但它不一定是！例如。它可以是42.type 或tagged type。

第二种情况不存在这样的问题，因为从IntExpr <: Expr[T]，编译器确实知道T一定是Int。

【讨论】：

【解决方案2】：

你要求你的函数返回一个类型T，然后你对Int和Boolean进行模式匹配。除了您的函数没有证据表明Int 和Boolean 也是T 类型：当您进行模式匹配时，you introduce the constraint 即Int <: T 和Boolean <: T。您可以将返回类型T 替换为String 之类的固定类型并返回一个字符串，或者引入一个同时满足Int 和Boolean 的约束。

//this compiles
def f1[T](e: T ): String = e match {
  case _:Int => "integer"
  case _:Boolean => "boolean"
}

//this compiles too, but will return AnyVal
def f1[T >: AnyVal](e: T ): T = e match {
   case i:Int => i
   case b:Boolean => b
}

基本上，您不能只动态返回任何类型 T，因为您需要在编译时证明您的函数类型已检出。

您示例中的另一个函数通过在案例类IntExpr <: Expr[Int] 和BoolExpr <: Expr[Boolean] 中封装类型约束来避免该问题（注意Expr[_] 在我上面提到的约束中如何等效于T）。在编译时，T 在所有cases 中被正确识别（例如，在IntExpr 你知道它是一个Int）

【讨论】：

他匹配e，类型为T。考虑问题中的第二个示例，case IntExpr(i) => i 可以编译，而case i: Int => i 不能。问题是有什么区别
“你的函数没有证据”——你的意思是编译器不能解决吗？毕竟，在匹配案例中，证据就在那里（假设您可能需要与case e => e 进行详尽的匹配）。用 Any 调用 f1 时不得不丢失类型检查将是一种耻辱。
Int 布尔值有一个共同的超类型，即AnyVal。编译器可以将T 推断为AnyVal
@joel 是的，问题出在函数的返回类型上。我试图为您的问题提供解决方案。
@fusion 如果它这样做了，只要你有类型问题，它就会回退到 AnyVal：我喜欢类型尽早发现错误，不确定这会有所帮助

【解决方案3】：

除了@Esardes 的回答之外，这还通过为T 定义一个类型来实现：

scala> def f1[T >: AnyVal](e: T):T = e match {
     |   case i:Int => i
     |   case b:Boolean => b
     | }
f1: [T >: AnyVal](e: T)T

scala> f1(1)
res3: AnyVal = 1

scala> f1(true)
res4: AnyVal = true

【讨论】：