Scala 3 - 在一阶类型上提取包装器和 InverseMap 元组

Question

我正在尝试创建一个函数，该函数采用更高种类的类型元组并将函数应用于更高种类的类型。

在下面的示例中，有一个trait Get[A]，它是我们的高级类型。还有一个 Get 的元组：(Get[String],Get[Int]) 以及来自(String,Int) => Person 的函数。

Scala-3 有一个称为 InverseMap 的 Match-Type，它将类型 (Get[String], Get[Int]) 转换为本质上的类型 (String,Int)。

所以最终目标是编写一个函数，它可以接受一个具有任意数量Get[_] 类型的元组和一个输入与 InserveMap 类型匹配的函数，最后返回一个 Get[_]，其中包装的类型是函数。

我试图在下面创建一个名为 genericF 的函数来显示所需的行为，尽管它可能不正确——但我认为它至少显示了正确的意图。

  case class Person(name: String, age: Int)
  trait Get[A] {
    def get: A
  }
  case class Put[A](get: A) extends Get[A]
    
  val t: (Get[String], Get[Int]) = (Put("Bob"), Put(42))
  
  val fPerson: (String,Int) => Person = Person.apply _
  
  def genericF[T<:Tuple,I<:Tuple.InverseMap[T,Get],B](f: I => B, t: T): Get[B] = ???
  val person: Get[Person] = genericF(fPerson, t)

我在这里设置了一个 Scastie：https://scastie.scala-lang.org/OleTraveler/QIyNHPLHQIKPv0lgsYbujA/23

Answer 1

您的代码几乎已经是 compiling - 唯一的问题是 fPerson 的类型是 (String, Int) => Person 而不是 ((String, Int)) => Person（采用一个元组而不是 2 个单独的参数）。

下面这个解决方案不是很好，虽然它可能对 TupleXXL 更有效。这是带有类型类的更好版本 (Scastie)：

val fPerson: ((String, Int)) => Person = Person.apply _

opaque type Extract[GT <: Tuple, RT <: Tuple] = GT => RT
given Extract[EmptyTuple, EmptyTuple] = Predef.identity
given [A, PG <: Tuple, PR <: Tuple](using p: Extract[PG, PR])
   as Extract[Get[A] *: PG, A *: PR] = {
  case h *: t => h.get *: p(t)
}

def genericF[GT <: Tuple, RT <: Tuple, B](
    f: RT => B,
    t: GT
)(using extract: Extract[GT, RT]): Get[B] = Put(f(extract(t)))

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Here 是您可以使用Tuple.InverseMap 实现genericF 的一种方式（请注意，我将这两个参数切换为genericF：

val fPerson: ((String, Int)) => Person = Person.apply _

type ExtractG = [G] =>> G match {
  case Get[a] => a
}

type AllGs[T <: Tuple] = T match {
  case EmptyTuple => DummyImplicit
  case Get[_] *: t => AllGs[t]
  case _ => Nothing
}

def extract[T <: Tuple](t: T)(using AllGs[T]): Tuple.InverseMap[T, Get] =
  t.map {
    [G] => (g: G) => g.asInstanceOf[Get[_]].get.asInstanceOf[ExtractG[G]]
  }.asInstanceOf[Tuple.InverseMap[T, Get]]

def genericF[B](
    t: Tuple,
    f: Tuple.InverseMap[t.type, Get] => B
)(using AllGs[t.type]): Get[B] = Put(f(extract(t)))

val person: Get[Person] = genericF(t, fPerson)

ExtractG 是让PolyFunction 编译，因为它需要你将类型构造函数应用到它的类型参数。

AllGs 用于验证元组是否仅包含Gets，因为正如 Dmytro Mitin 所指出的，否则它不是类型安全的。如果都是Gets，那么类型就变成了DummyImplicit，这是Scala为我们提供的。否则，它是Nothing。我想它可能会与范围内的其他隐式/给定的Nothings 冲突，但如果你已经有一个，那么无论如何你都搞砸了。

请注意，这仅在您拥有 Get 时才有效，并且如果您还希望它适用于像 (Put[String], GetSubclass[Int]) 这样的元组，则需要进行一些修改。

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OP 的 Travis Stevens 已通过使用 IsMappedBy 设法使上述解决方案在不创建 AllGs 的情况下工作。这就是他们得到的（Scastie）：

val fPerson: ((String, Int)) => Person = Person.apply _

type ExtractG = [G] =>> G match {
  case Get[a] => a
}

def extract[T <: Tuple, I <: Tuple.InverseMap[T, Get]](
    t: T
  )(using Tuple.IsMappedBy[Get][T]): I =
  t.map {
    [G] => (g: G) => g.asInstanceOf[Get[_]].get.asInstanceOf[ExtractG[G]]
  }.asInstanceOf[I]

def genericF[T <: Tuple, I <: Tuple.InverseMap[T, Get], B](
    t: T,
    f: I => B
)(using Tuple.IsMappedBy[Get][T]): Get[B] = Put(f(extract(t)))

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这里有一个使用依赖类型，只是为了好玩 (Scastie)：

type Extract[T <: Tuple] <: Tuple = T match {
  case EmptyTuple => EmptyTuple
  case Get[a] *: t => a *: Extract[t]
}
 
type AllGs[T <: Tuple] = T match {
  case EmptyTuple => DummyImplicit
  case Get[_] *: t => AllGs[t]
  case _ => Nothing
}

def genericF[T <: Tuple : AllGs, B](
    t: T,
    f: Extract[t.type] => B
): Get[B] = {
  def extract[T <: Tuple](t: T): Extract[T] = t match {
    case _: EmptyTuple => EmptyTuple
    case (head *: tail): (Get[_] *: _) => head.get *: extract(tail)
  }
  Put(f(extract(t)))
}

我希望 Extract 不会编译像 (Put("foo"), 3) 这样的元组，但不幸的是，AllGs 仍然是必需的。