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[英]How to express this type in Scala? Existential with type class (ie, implicit) restriction?
[英]How to express this existential type from Haskell in Scala?
我试图将基于Haskell的基于类型类的表达式问题解决方案改编为Scala。 我当前的代码如下。 我在Scala中表达存在类型Exp
遇到问题。
我怎样才能达成同一目标?
object ExpressionProblem {
// class Eval a where
// eval :: a -> Int
trait Eval[A] {
def eval(expr: A): Int
}
// data Exp = forall t. Eval t => Expr t
sealed abstract class Exp
case class Expr[T](val e: T)(implicit ev: Eval[T]) extends Exp
// instance Eval Exp where
// eval (Expr e) = eval e
implicit val exprInstance = new Eval[Exp] {
def eval(expr: Exp) = expr match { case Expr(e, ev) => ev.eval(e) }
}
// ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
// here is the problem
// data BaseExp = Const Int | Add Exp Exp | Mul Exp Exp
sealed abstract class BaseExpr
case class Const(c: Int) extends BaseExpr
case class Add(lhs: Exp, rhs: Exp) extends BaseExpr
case class Mul(lhs: Exp, rhs: Exp) extends BaseExpr
// instance Eval BaseExp where
// eval (Const n) = n
// eval (Add a b) = eval a + eval b
// eval (Mul a b) = eval a * eval b
implicit val baseExprInstance = new Eval[BaseExpr] {
def eval(baseExpr: BaseExpr)(implicit e: Eval[Exp]): Int =
baseExpr match {
case Const(c) => c
case Add(lhs, rhs) => e.eval(lhs) + e.eval(rhs)
case Mul(lhs, rhs) => e.eval(lhs) + e.eval(rhs)
}
}
// TODO: Is there an easier way to make all of them implicitly convertible?
//
// The following doesn't seem to work:
//
// implicit def baseExprToExp[T <: BaseExpr](t: T): Exp = Expr[BaseExpr](t)
//
implicit def constToExp(c: Const): Exp = Expr[BaseExpr](c)
implicit def addToExp(a: Add): Exp = Expr[BaseExpr](a)
implicit def mulToExp(m: Mul): Exp = Expr[BaseExpr](m)
///////////////////////////////////////////////
// Possibly in another module/lib.
///////////////////////////////////////////////
// data SubExp = Sub Exp Exp
case class SubExpr(val lhs: Exp, val rhs: Exp)
// instance Eval SubExp where
// eval (Sub a b) = eval a - eval b
implicit val subExprInstance = new Eval[SubExpr] {
def eval(subExpr: SubExpr)(implicit e: Eval[Exp]): Int =
e.eval(subExpr.lhs) - e.eval(subExpr.rhs)
}
// Make it implicitly convertible to Exp.
implicit def subExprToExp(s: SubExpr): Exp = Expr(s)
object Test {
val exprs: List[Exp] = List(
SubExpr(Const(10), Const(3)),
Add(Const(1), Const(1))
)
}
} // ExpressionProblem
编辑 :同时,我找到了这个相关的StackOverflow答案,并对其进行了修改。
import scala.language.implicitConversions
object ExpressionProblem {
// class Eval a where
// eval :: a -> Int
trait Eval[A] {
def eval(expr: A): Int
}
//////////////////////////////////////////
// HERE'S THE MAGIC
//
// data Expr = forall t. Eval t => Expr t
trait Expr {
type T
val t: T
val evalInst: Eval[T]
}
object Expr {
def apply[T0 : Eval](t0: T0) = new Expr {
type T = T0
val t = t0
val evalInst = implicitly[Eval[T]]
}
}
// Default boxing is needed
implicit def box[T : Eval](t: T) = Expr(t)
// instance Eval Expr where
// eval (Expr e) = eval e
implicit object exprInstance extends Eval[Expr] {
def eval(expr: Expr) = expr.evalInst.eval(expr.t)
}
// data BaseExpr = Const Int | Add Expr Expr | Mul Expr Exp
sealed abstract class BaseExpr
case class Const(c: Int) extends BaseExpr
case class Add(lhs: Expr, rhs: Expr) extends BaseExpr
case class Mul(lhs: Expr, rhs: Expr) extends BaseExpr
// instance Eval BaseExpr where
// eval (Const n) = n
// eval (Add a b) = eval a + eval b
// eval (Mul a b) = eval a * eval b
implicit object baseExprInstance extends Eval[BaseExpr] {
def eval(baseExpr: BaseExpr): Int =
baseExpr match {
case Const(c) => c
case Add(lhs, rhs) => exprInstance.eval(lhs) + exprInstance.eval(rhs)
case Mul(lhs, rhs) => exprInstance.eval(lhs) + exprInstance.eval(rhs)
}
}
// Implicit conversions for all base expressions
implicit def baseExprToExpr[T <: BaseExpr](t: T): Expr = Expr[BaseExpr](t)
///////////////////////////////////////////////
// Possibly somewhere else (in the future).
///////////////////////////////////////////////
// data SubExpr = Sub Expr Exp
case class SubExpr(val lhs: Expr, val rhs: Expr)
// instance Eval SubExpr where
// eval (Sub a b) = eval a - eval b
implicit object subExprInstance extends Eval[SubExpr] {
def eval(subExpr: SubExpr): Int =
exprInstance.eval(subExpr.lhs) - exprInstance.eval(subExpr.rhs)
}
// NOTE: We don't have to provide an implicit conversion to Expr as the
// default `box` one suffices.
object Test {
val exprs: List[Expr] = List(
SubExpr(Const(10), Const(3)),
Add(Const(1), Const(1))
)
}
} // ExpressionProblem
你的问题是,你正在使用提取器( unapply
),但忽略一个事实,即implicits是默认情况下不暴露的部分unapply
。
所以这行:
def eval(expr: Exp) = expr match { case Expr(e, ev) => ev.eval(e) }
没有case Expr(e, ev)
,只有case Expr(e)
,因为只有e
是公开的。 编写自定义提取器或找到其他方法。
Scala确实提供了以下形式的存在类型:
Expr[T] forSome { type T})
具有可用的简写类型表示法: Expr[_]
您的代码还有更多问题:
如果您在eval
上定义了implicit
,则所有实现者都必须使用该特定签名来实现eval
函数,您不能像在eval
中那样使用不包含签名中的隐式的实现来覆盖eval
。
implicit val baseExprInstance = new Eval[BaseExpr] {
def eval(baseExpr: BaseExpr)(implicit e: Eval[Exp]): Int =
baseExpr match {
case Const(c) => c
case Add(lhs, rhs) => e.eval(lhs) + e.eval(rhs)
case Mul(lhs, rhs) => e.eval(lhs) + e.eval(rhs)
}
}
接下来,您将需要使Expr
T
成为SubExpr
,或者使SubExpr
也扩展Exp
,这里有一个问题:
// instance Eval SubExp where
// eval (Sub a b) = eval a - eval b
implicit val subExprInstance = new Eval[SubExpr] {
def eval(subExpr: SubExpr)(implicit e: Eval[SubExpr]): Int =
e.eval(subExpr.lhs) - e.eval(subExpr.rhs)
}
如果尝试匹配类型签名,则implicit e: Eval[SubExpr]
可以评估T >: SubExpr
类型,但是您需要的是Eval
的较低Exp
隐式。
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