Scala：在隐式参数中抽象路径相关类型

Question

假设我有一堂课：

abstract class NumericCombine[A:Numeric,B:Numeric]{
        type AB <: AnyVal
    }

我想定义一个返回NumericCombine[A,B].AB 类型值的函数。例如：

def plus[A: Numeric,B:Numeric](x: A, y: B): NumericCombine[A,B].AB

但编译器不允许我在加号中引用.AB。

仅供参考，this 是这个问题的上下文。

我要提供：

implicit object IntFloat extends NumericCombine[Int,Float]{override type AB = Float}
implicit object FloatInt extends NumericCombine[Float,Int]{override type AB = Float}

和它的其他 44 个朋友 (7*6-2)，这样我就可以定义我的 plus 如下：

def plus[A: Numeric,B:Numeric](x: A, y: B): NumericCombine[A,B].AB =
{
type AB = Numeric[NumericCombine[A,B].AB]
implicitly[AB].plus(x.asInstanceOf[AB],y.asInstanceOf[AB])
}

plus(1f,2)//=3f
plus(1,2f)//=3f

我知道 Scala 中的值转换允许我定义

def plus[T](a: T, b: T)(implicit ev:Numeric[T]): T = ev.plus(a,b)

并按照here 的建议实现上述行为，但由于我想将此函数用作更大函数的一部分（在此问题的上下文中提到的链接中进行了描述），我需要对函数进行参数化A 和 B。

更新：

我在这方面取得了一些不错的进展。

我的NumericCombine 现在看起来像这样：

abstract class NumericCombine[A: Numeric, B: Numeric] {
        type AB <: AnyVal

        def fromA(x: A): AB
        def fromB(y: B): AB

        val numeric: Numeric[AB]

        def plus(x: A, y: B): AB = numeric.plus(fromA(x), fromB(y))
        def minus(x: A, y: B): AB = numeric.minus(fromA(x), fromB(y))
        def times(x: A, y: B): AB = numeric.times(fromA(x), fromB(y))
    }

而我的 plus 函数看起来像：

def plus[A: Numeric, B: Numeric](x: A, y: B)(implicit ev:NumericCombine[A,B])
        : ev.AB = ev.plus(x, y)

需要plus 的加权平均函数最终变得有点复杂：

def accumulateWeightedValue[A: Numeric,B: Numeric]
            (accum: (A, NumericCombine[A, B]#AB), ValueWithWeight: (A, B))
            (implicit combine: NumericCombine[A, B], timesNumeric: Numeric[NumericCombine[A, B]#AB])
            :(A,NumericCombine[A, B]#AB)=

这是一个接受(A,AB),(A,B) 并返回(A,AB) 的函数。我在 weightedSum 内部使用它，它只是聚合在这个上面：

def weightedSum[A: Numeric,B: Numeric](weightedValues: GenTraversable[(A, B)])
(implicit numericCombine: NumericCombine[A, B], plusNumeric: Numeric[NumericCombine[A, B]#AB])
: (A, NumericCombine[A, B]#AB)

现在，这编译得很好。第二个隐式参数似乎确实有问题。即 Numeric[AB] 当我使用隐含值运行它时，比如 NumericCombine[Int,Float] 存在。它给了我：

找不到参数 plusNumeric 的隐含值： 数值[NumericCombine[Int,Float]#AB]

请注意，在 NumericCombine 中，我有一个 Numeric[AB] 应该可用于隐式查找。存储在本地，在[Int,Float]的情况下：

val lst: Seq[(Int, Float)] =List((1,3f),(1,4f))
implicit val num: Numeric[Float] = IntFloat.numeric //IntFloat extends NumericCombine[Int,Float]
weightedSum(lst)

在调用需要它的函数之前在局部变量中似乎没有任何影响。那么为什么会被隐式系统拾取呢。

Answer 1

随便用

def plus[A: Numeric,B:Numeric](x: A, y: B): NumericCombine[A,B]#AB

注意#（散列）而不是.（点）。这称为“类型投影”。点表示法称为“路径依赖类型”。我告诉你这些名字是为了让你可以很容易地用谷歌搜索更多信息。简单地说，# 用于访问类/特征中的类型，而 .用于从对象/值访问类型。

例子：

trait Foo {
    type T   
}

val fooObj: Foo = new Foo {
    type T = Int
}

type t1 = fooObj.T
type t2 = Foo#T

Answer 2

* 2017 年 4 月 18 日：根据作者的最新代码更新 *

* 2017 年 4 月 19 日 *

• 加NumericCombine#Implicits方便
• 删除AnyVal 约束以支持任何Numeric 类型，例如BigInt
• 重构NumericCombine

你需要Aux pattern:

import scala.collection.GenSeq

trait NumericCombine[A, B] {
  type AB

  def fromA(x: A): AB

  def fromB(y: B): AB

  val numericA: Numeric[A]
  val numericB: Numeric[B]
  val numericAB: Numeric[AB]

  // For convenience, caller can 'import combine.Implicits._'
  // to bring the Numeric's into the current scope
  object Implicits {
    implicit def implicitNumericA = numericA

    implicit def implicitNumericB = numericB

    implicit def implicitNumericAB = numericAB
  }

  def plus(x: A, y: B): AB = numericAB.plus(fromA(x), fromB(y))

  def minus(x: A, y: B): AB = numericAB.minus(fromA(x), fromB(y))

  def times(x: A, y: B): AB = numericAB.times(fromA(x), fromB(y))
}

object NumericCombine {
  type Aux[A, B, _AB] = NumericCombine[A, B] {
    type AB = _AB
  }

  private def combine[A, B, _AB](fa: A => _AB, fb: B => _AB)
                               (implicit
                                _numericA: Numeric[A],
                                _numericB: Numeric[B],
                                _numericAB: Numeric[_AB]
                               ): NumericCombine[A, B] = new NumericCombine[A, B] {
      override type AB = _AB

      override def fromA(x: A): AB = fa(x)

      override def fromB(y: B): AB = fb(y)

      override val numericA: Numeric[A] = _numericA
      override val numericB: Numeric[B] = _numericB
      override val numericAB: Numeric[AB] = _numericAB
    }

  implicit lazy val IntFloat  = combine[Int, Float, Float](_.toFloat, identity)
  implicit lazy val BigIntBigDecimal  = combine[BigInt, BigDecimal, BigDecimal](i => BigDecimal(i), identity)

}

implicit class ValuesWithWeight[A, B](val weightedValue: (A, B)) {
  def weight: A = weightedValue._1

  def value: B = weightedValue._2
}

def weightedSum[A, B, AB]
(valuesWithWeight: GenSeq[(A, B)])
(implicit combine: NumericCombine.Aux[A, B, AB]):
(A, AB) = {

  import combine.Implicits._

  val z: (A, AB) =
    (combine.numericA.zero, combine.numericAB.zero)

  def accumulateWeightedValue(accum: (A, AB), valueWithWeight: (A, B)): (A, AB) = {
    val weightedValue = combine.times(valueWithWeight.weight, valueWithWeight.value)
    (
      combine.numericA.plus(accum.weight, valueWithWeight.weight),
      combine.numericAB.plus(accum.value, weightedValue)
    )
  }

  valuesWithWeight.aggregate(z)(
    accumulateWeightedValue,
    // dataOps.tuple2.plus[A,AB]
    {
      case ((a1, ab1), (a2, ab2)) =>
        (combine.numericA.plus(a1, a2) ->
          combine.numericAB.plus(ab1, ab2))
    }
  )
}

weightedSum(Seq(1 -> 1.5f, 2 -> 1f, 3 -> 1.7f))
weightedSum(Seq(BigInt(1) -> BigDecimal("1.5"), BigInt(2) -> BigDecimal("1"), BigInt(3) -> BigDecimal("1.7")))

Answer 3

@slouc 的答案的替代方案是

def plus[A, B](x: A, y: B)(implicit ev: NumericCombine[A, B]): ev.AB

我也会增强NumericCombine：

trait NumericCombine[A, B] {
  type AB <: AnyVal
  def fromA(a: A): AB
  def fromB(b: B): AB
  val num: Numeric[AB]
}

abstract class NumericCombineImpl[A, B, R](implicit val num: Numeric[R], f1: A => R, f2: B => R) {
  type AB = R
  def fromA(a: A) = f1(a)
  def fromB(b: B) = f2(b)
}

implicit object IntFloat extends NumericCombineImpl[Int,Float,Float]
...

这将允许实际实现plus，不需要强制转换：

def plus[A, B](x: A, y: B)(implicit ev: NumericCombine[A, B]): ev.AB = 
  ev.num.plus(ev.fromA(x), ev.fromB(y))