Scala中的协变安全转换

Question

我正在尝试为具有协变类型参数的类编写安全转换，例如：

case class Foo[+A](a: A) {
  def safeCast[B <: A](): Option[B] = ???
}

它由动态外部数据源填充，但我至少想静态确保B 是A 的子类，如果类型转换失败则返回None。我不断收到关于 A 处于协变位置的错误。我可以通过省略<: A 对其进行类型检查，但是如何指定关于B 的静态保证？

我知道它可以防止将Foo[Dog] 分配给Foo[Animal] val 等情况，然后尝试执行safeCast[Mammal] 之类的操作，其中Mammal 不是Dog 的子类型。在我的情况下，这实际上没问题。即使允许转换为 Animal 的超类型也可以。我主要是想静态地阻止有人尝试safeCast[Plant]。

注意，我可以使用类外部的函数对其进行类型检查，如下所示，但我想要类上的方法。

def safeCast[A, B <: A](foo: Foo[A]): Option[B] = ???

作为奖励，如果您知道使用猫或不使用 isInstanceOf 的东西来实现此功能的方法，那将非常有用。

Answer 1

typeclass 方法怎么样？

import scala.reflect.ClassTag

@annotation.implicitNotFound("${B} is not a subtype of ${A}")
sealed trait Caster[A, B] {
  def safeCast(a: A): Option[B]
}

object Caster {
  implicit def subtypeCaster[A, B](implicit ev: B <:< A, ct: ClassTag[B]): Caster[A, B] =
    new Caster[A, B] {
      override final def safeCast(a: A): Option[B] =
        ct.unapply(a)
    }
}

可以这样使用：

sealed trait Animal
final case class Dog(name: String) extends Animal
final case class Cat(name: String) extends Animal

final case class Foo[+A](a: A)

implicit class FooOps[A] (private val foo: Foo[A]) extends AnyVal {
  @inline
  final def safeCastAs[B](implicit caster: Caster[A, B]): Option[Foo[B]] =
    caster.safeCast(foo.a).map(b => Foo(b))
}

val animal: Foo[Animal] = Foo(Dog("luis"))

animal.safeCastAs[Dog] 
// res: Option[Foo[Dog]] = Some(Foo(Dog("luis")))

animal.safeCastAs[Cat] 
// res: Option[Foo[Cat]] = None

animal.safeCastAs[String] 
// compile error: String is not a subtype of Animal

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两个重要说明：

• 这里的诀窍是将类外部的方法定义为扩展方法。
  （此时甚至可以考虑完全删除类型类，只使用隐式证据和类标签本身关于扩展方法）。

• 由于使用了 classtag，您应该注意 A 和 B 都只是普通类型。如果它们是诸如 List 之类的更高种类的类型，您最终可能会遇到运行时错误。