为无形记录定义一个类型类

Question

我正在尝试学习 Shapeless，并且我想定义一个将无形记录实例相加的幺半群。请注意，我使用的是 algebird monoids（不是 scalaz），但我确信它们非常相似。这是我想做的一个例子：

val result = Monoid.sum(
  ('a ->> 1) :: ('b ->> 1) :: HNil,
  ('a ->> 4) :: ('b ->> 3) :: HNil,
  ('a ->> 2) :: ('b ->> 6) :: HNil)
// result should be: ('a ->> 7) :: ('b ->> 10) :: HNil

我想出了如何为HList编写monoid实例，如下：

  implicit val HNilGroup: Group[HNil] = new ConstantGroup[HNil](HNil)
  implicit val HNilMonoid: Monoid[HNil] = HNilGroup
  class HListMonoid[H, T <: HList](implicit hmon: Monoid[H], tmon: Monoid[T]) extends Monoid[::[H, T]] {
    def zero = hmon.zero :: tmon.zero
    def plus(a: ::[H, T], b: ::[H, T]) = 
      hmon.plus(a.head, b.head) :: tmon.plus(a.tail, b.tail)
  }
  implicit def hListMonoid[H, T <: HList](implicit hmon: Monoid[H], tmon: Monoid[T]) = new HListMonoid[H, T]

这让我可以写：

val result = Monoid.sum(
  1 :: 1 :: HNil,
  4 :: 3 :: HNil,
  2 :: 6 :: HNil)
// result is 7 :: 10 :: HNil

现在我可以对 HList 实例求和，缺少的部分似乎是定义可以对 ('name ->> 1) 形式的字段求和的 monoid 实例，我的 IDE 告诉我它具有以下类型：Int with record.KeyTag[Symbol with tag.Tagged[Constant(name).type] { .. }, Int] { .. }。在这一点上我被卡住了，因为我只是不知道该怎么做。

Answer 1

您非常接近 - 您只需在每个归纳步骤添加 FieldType[K, H] 而不是 H 并使用 field[K] 适当地键入您从 Monoid[H] 获得的值：

import com.twitter.algebird._
import shapeless._, labelled._, record._, syntax.singleton._

implicit val hnilGroup: Group[HNil] = new ConstantGroup[HNil](HNil)
implicit val hnilMonoid: Monoid[HNil] = hnilGroup
implicit def hconsMonoid[K, H, T <: HList](implicit
  hm: Monoid[H],
  tm: Monoid[T]
): Monoid[FieldType[K, H] :: T] =
  Monoid.from(field[K](hm.zero) :: tm.zero) {
    case (hx :: tx, hy :: ty) => field[K](hm.plus(hx, hy)) :: tm.plus(tx, ty)
  }

或者您可以使用 Shapeless 的 TypeClass 机器，它还为您提供案例类等的实例：

import com.twitter.algebird._
import shapeless._, ops.hlist._, ops.record._, record._, syntax.singleton._

object MonoidHelper extends ProductTypeClassCompanion[Monoid] {
  object typeClass extends ProductTypeClass[Monoid] {
    def emptyProduct: Monoid[HNil] = Monoid.from[HNil](HNil)((_, _) => HNil)
    def product[H, T <: HList](hm: Monoid[H], tm: Monoid[T]): Monoid[H :: T] =
      Monoid.from(hm.zero :: tm.zero) {
        case (hx :: tx, hy :: ty) => hm.plus(hx, hy) :: tm.plus(tx, ty)
      }

    def project[F, G](m: => Monoid[G], to: F => G, from: G => F): Monoid[F] =
      Monoid.from(from(m.zero))((x, y) => from(m.plus(to(x), to(y))))
  }

  implicit def deriveRecordInstance[
    R <: HList,
    K <: HList,
    H,
    T <: HList
  ](implicit
    vs: Values.Aux[R, H :: T],        
    vm: Lazy[Monoid[H :: T]],
    ks: Keys.Aux[R, K],
    zk: ZipWithKeys.Aux[K, H :: T, R]
  ): Monoid[R] = typeClass.project(vm.value, vs(_), zk(_: H :: T))
}

import MonoidHelper._

我在这里提供了一个derivedRecordInstance 方法，它可以在记录上进行这项工作，但我有点惊讶它是必要的——你可能会在未来版本的 Shapeless 中免费获得记录实例。