使用“Prolog in Scala”查找可用的类型类实例答案

【问题标题】：Using the "Prolog in Scala" to find available type class instances使用“Prolog in Scala”查找可用的类型类实例
【发布时间】：2014-12-30 15:30:27
【问题描述】：

考虑到https://speakerdeck.com/folone/theres-a-prolog-in-your-scala，我想“滥用”Scala 类型系统来查找所有实例，例如CanBuildFrom 匹配给定条件。 Prolog 风格，我会在以下伪代码行中评估一些内容：

can_build_from(Src, int, list[int])
Src = somecollectiontype1[int]
Src = somecollectiontype2[int]
... etc

即运行时将查找满足语句 can_build_from(Src, int, list[int]) 的 Src 的所有值。

现在，我知道 Scala 隐式查找系统所在的原始约束/逻辑编程环境并不打算用于此类技巧，并且不能“返回”多个找到的值Src 开箱即用，所以我的问题是：是否有一个“魔术”让它工作，以便我以某种方式在 CanBuildFrom[X, Int, List[Int]] 中获得 X 的所有可能值？

其他示例：

trait CanFoo[T, U]

implicit val canFooIntString  = new CanFoo[Int,     String] {}
implicit val canFooDblString  = new CanFoo[Double,  String] {}
implicit val canFooBoolString = new CanFoo[Boolean, String] {}
implicit val canFooIntSym     = new CanFoo[Int,     Symbol] {}
implicit val canFooDblSym     = new CanFoo[Double,  Symbol] {}
implicit val canFooBoolSym    = new CanFoo[Boolean, Symbol] {}

现在我想查询CanFoo[X, String] 并返回X ∈ [Int, Double, Boolean]，或者CanFoo[Int, X] 并返回X ∈ [String, Symbol]。

或者，CanFoo[X, String] 将返回 List(canFooIntString, canFooDblString, canFooBoolString)，即所有匹配的 CanFoo 实例。

【问题讨论】：

在这种情况下，集合是无限的：X 可以是 List[T] 对于所有 T ...我怀疑这不是你所追求的。
@MilesSabin：即使使用List[Int] 作为输出集合？也许我那时不理解 CanBuildFrom，但这个想法可以普遍适用吗？
我不清楚大致的想法实际上是什么......你能再举几个例子吗？
@MilesSabin：我添加了一个更简单的示例。
@EECOLOR：实际上我是在试图找出哪些实例可用于CanBuildFrom 类型类。

标签： scala shapeless constraint-programming logic-programming type-level-computation

【解决方案1】：

这可以通过编译器内部实现（至少在某些情况下）

import scala.language.experimental.macros
import scala.reflect.internal.util
import scala.reflect.macros.{blackbox, contexts}

object Macros {

  def allImplicits[A]: List[String] = macro impl[A]

  def impl[A: c.WeakTypeTag](c: blackbox.Context): c.Tree = {
    import c.universe._

    val context = c.asInstanceOf[contexts.Context]
    val global: context.universe.type = context.universe
    val analyzer: global.analyzer.type = global.analyzer
    val callsiteContext = context.callsiteTyper.context

    val tpA = weakTypeOf[A]

    val search = new analyzer.ImplicitSearch(
      tree = EmptyTree.asInstanceOf[global.Tree],
      pt = tpA.asInstanceOf[global.Type],
      isView = false,
      context0 = callsiteContext.makeImplicit(reportAmbiguousErrors = false),
      pos0 = c.enclosingPosition.asInstanceOf[util.Position]
    )

    q"${search.allImplicits.map(_.tree.symbol.toString).distinct}"
  }
}

allImplicits[CanFoo[_, String]]
// List(value canFooBoolString, value canFooDblString, value canFooIntString)

在 2.13.0 中测试。

【讨论】：