在Scala中创建参数化图形类型

Question

我想创建一个用于表示图形的泛型类型层次结构。 特别是，我想要有Graph和Node类，我希望每种Graph类型都有相应的Node类型，如果我创建一个用于操作Graphs的泛型函数，我希望这个函数使用实际的Node类型。 我试过的一个例子

trait GNode[Graph]
{
 ... functions to get edges from this vertex, etc. ...
}

trait Graph
{
  type Node <: GNode[Graph]
}

def dfs[G <: Graph](g : G, nodeAction : G#Node => Unit) = ... code ...

但是这没用，因为当我这样做的时候

class ConcreteGraph extends Graph
{
  class Node extends GNode[ConcreteGraph] { ... }
}

dfs函数不接受ConcreteGraph#Node=>Unit类型的函数nodeAction ConcreteGraph#Node=>Unit作为nodeAction ，但只AnyRef=>Unit或GNode[ConcreteGraph]=>Unit 。

更清楚一点，如果我用C ++做的话，我会做类似的事情

template <class T> struct graph_traits;
template <> struct graph_traits<concrete_graph> 
{ typedef concrete_graph::node node_type; }

template <class G>
void dfs(const G& g, boost::function<void(
           const graph_traits<G>::node_type&)> action) { ... }

Answer 1

可扩展图结构的一个很好的例子是http://www.scala-lang.org/node/124

我有办法写你的。 请注意，在所有情况下都需要进行一些类型更改 - 即GNode的类型参数需要是协变的，而ConcreteGraph需要使用不同的节点类和Node的类型绑定。

完成后，编写dfs的第一种方法是使其成为一种方法（如果你想避免虚拟调度开销，它可以是最终的）。

trait GNode[+Graph] {
//... functions to get edges from this vertex, etc. ...
}

trait Graph {
  type Node <: GNode[Graph]

  def dfs(nodeAction : Node => Unit) = print("dfsing!")
}

class ConcreteGraph extends Graph {
  class CGNode extends GNode[ConcreteGraph]
  type Node <: CGNode
}

new ConcreteGraph dfs {node => println("foo")}

第二个，dfs不是一个方法，似乎只需要一些额外的类型提示来使用它。

def dfs[G <: Graph](graph : G, nodeAction : G#Node => Unit) = print("dfsing!")

dfs[ConcreteGraph](new ConcreteGraph, {node => println("foo")})

第三种方式是使用咖喱dfs。 由于Scala的类型推断的工作方式，实际上会产生更清晰的界面

def dfs[G <: Graph](graph : G)(nodeAction : G#Node => Unit) = print("dfsing!")

dfs(new ConcreteGraph){node => println("foo")}

Answer 2

我不明白为什么所有这些参数都是必要的。 Scala中的内部类（与Java不同）具有依赖于外部对象的特定实例的类型。 特别是：

trait Graph {
  trait Node
  def dfs(n: Node) = println("DFSing!")
}

val graphA = new Graph {}
val nodeA = new graphA.Node {}
val graphB = new Graph {}
val nodeB = new graphB.Node {}
graphA.dfs(nodaA)  // prints "DFSing!"
graphB.dfs(nodeB)  // prints "DFSing!"
graphA.dfs(nodeB)  // type mismatch; found: graphB.Node required: graphA.Node
graphB.dfs(nodeA)  // type mismatch; found: graphA.node required: graphB.Node

当然，如果要依赖依赖类型，则无法在图形外部定义dfs。