在Scala中为高级类型键入约束

Question

我试图在scala中为Functors编写一个通用法则，我可以在scalacheck测试中为许多仿函数重用这种格式。 法律应该由构造函数F [_]和元素类型参数化，比如A.

理想情况下，我会写这样的东西：

def functorLaw[A, F[_] :Arbitrary] (fn :Functor[F]) :Prop = forAll { (fa :F[A]) => true }

（我使用true而不是法律机构，因为确切的计算对我的问题无关紧要）

然而，我能破解的最好的方法是将它包装在一个抽象类中，提供一个隐式生成任意F [A]值的抽象：

abstract class  FunctorSpec[A :Arbitrary, F[_]] extends Properties("foo") {

  implicit def arbitraryFA :Arbitrary[F[A]]
  def functorLaw (fn :Functor[F]) :Prop = forAll { (fa :F[A]) => true } 

}

现在这个有效，但它并不理想。 我需要为每个测试实例化我想要运行的类，并且需要在那里提供任意的ARM函数。 当然，编译器需要这个函数，但对于许多类型，它们存在应该这样做的含义（例如对于List [Int]）。 然而编译器将无法猜测这些隐式提供任意FA，所以我需要自己实现，这是非常重复的。 例如：

object IntListFunctorSpec extends FunctorSpec[Int, List] {
  def arbitraryFA :Arbitrary[List[Int]] = Arbitrary(arbitrary[List[Int]])

  ...
}

我认为我不应该告诉scalacheck如何构建int列表。 有什么建议如何更优雅地做到这一点？

我尝试了更高级别的类型边界的其他问题，我无法弄清楚如何使用它们，即使它们听起来很接近。 所以我想我会问。

Answer 1

你的尝试不起作用的原因是因为你有一种不匹配。 下列：

def functorLaw[A, F[_] :Arbitrary] (fn :Functor[F]) :Prop = forAll { (fa :F[A]) => true }

只是一个语法糖：

def functorLaw[A, F[_]] (fn :Functor[F])(implicit evidence: Arbitrary[F]) :Prop = forAll { (fa :F[A]) => true }

所以从本质上讲，问题是你的方法需要一个类型为Arbitrary[F]的隐式值，其中F是一个高阶类型（ F[_] ），但这没有意义，因为Arbitrary没有采用更高阶的类型：

// T is a first order type, it has the kind *
// Simply put, it is not a type constructor
class Arbitrary[T]

为了让您的代码按原样编译（并且有意义）， Arbitrary必须声明如下：

// T is a type constructor, it has the kind * -> *
class Arbitrary[T[_]]

现在是如何解决它。 在你的情况下，你想要的实际任意值是F[A]类型，而不是F （这应该不用说，因为它不是具体的类型，而是一个类型构造函数），所以隐含的你需要的是Arbitrary[F[A]]类型Arbitrary[F[A]] ：

def functorLaw[A, F[_]] (fn :Functor[F])(implicit arb: Arbitrary[F[A]]) :Prop = forAll { (fa :F[A]) => true }

并且因为F[A]不出现在类型参数列表中（有A和F ，而不是F[A] ），所以不能使用“上下文绑定”语法糖，我们不得不使用显式（！）隐式参数列表。