Предположим, я хочу добавить функциональность типа map в Scala List, что-то вдоль строк list mapmap f, которая дважды применяет функцию f к каждому элементу List. (Более серьезным примером может быть реализация параллельной или распределенной карты, но я не хочу отвлекаться на детали в этом направлении.)
Мой первый подход был бы
object MapMap {
implicit def createFancyList[A](list: List[A]) = new Object {
def mapmap(f: A => A): List[A] = { list map { a: A => f(f(a)) } }
}
}
теперь это отлично работает
scala> import MapMap._
import MapMap._
scala> List(1,2,3) mapmap { _ + 1 }
res1: List[Int] = List(3, 4, 5)
за исключением, конечно, только для List s, и нет причин, по которым мы не хотим, чтобы это работало на что-либо Traverseable, с функцией map, например. Set или Stream s. Итак, вторая попытка выглядит как
object MapMap2 {
implicit def createFancyTraversable[A](t: Traversable[A]) = new Object {
def mapmap(f: A => A): Traversable[A] = { t map { a: A => f(f(a)) } }
}
}
Но теперь, конечно, результат не может быть присвоен List[A]:
scala> import MapMap2._
import MapMap2._
scala> val r: List[Int] = List(1,2,3) mapmap { _ + 1 }
<console>:9: error: type mismatch;
found : Traversable[Int]
required: List[Int]
Есть ли какая-то средняя земля? Могу ли я написать неявное преобразование, которое добавляет метод ко всем подклассам Traversable и успешно возвращает объекты с этим типом?
(Я предполагаю, что это подразумевает понимание ужасной черты CanBuildFrom и, возможно, даже breakout!)
Ответ 1
Вы не можете сделать это для всех Traversables, так как они не гарантируют, что карта возвращает что-либо более конкретное, чем Traversable. См. обновление 2 ниже.
import collection.generic.CanBuildFrom
import collection.TraversableLike
class TraversableW[CC[X] <: TraversableLike[X, CC[X]], A](value: CC[A]) {
def mapmap(f: A => A)(implicit cbf: CanBuildFrom[CC[A], A, CC[A]]): CC[A]
= value.map(f andThen f)
def mapToString(implicit cbf: CanBuildFrom[CC[A], String, CC[String]]): CC[String]
= value.map(_.toString)
}
object TraversableW {
implicit def TraversableWTo[CC[X] <: TraversableLike[X, CC[X]], A](t: CC[A]): TraversableW[CC, A]
= new TraversableW[CC, A](t)
}
locally {
import TraversableW._
List(1).mapmap(1+)
List(1).mapToString
// The static type of Seq is preserved, *and* the dynamic type of List is also
// preserved.
assert((List(1): Seq[Int]).mapmap(1+) == List(3))
}
UPDATE
Я добавил еще один метод pimped, mapToString, чтобы продемонстрировать, почему TraversableW принимает два параметра типа, а не один параметр, как в решении Alexey. Параметр CC является более высоким типом сорта, он представляет тип контейнера исходной коллекции. Второй параметр A представляет тип элемента исходной коллекции. Таким образом, метод mapToString может возвращать исходный тип контейнера с другим типом элемента: CC[String.
ОБНОВЛЕНИЕ 2
Благодаря комментарию @oxbow_lakes, я переосмыслил это. Действительно, возможно прямо сутенерство CC[X] <: Traversable[X], TraversableLike строго не требуется. Комментарии inline:
import collection.generic.CanBuildFrom
import collection.TraversableLike
class TraversableW[CC[X] <: Traversable[X], A](value: CC[A]) {
/**
* A CanBuildFromInstance based purely the target element type `Elem`
* and the target container type `CC`. This can be converted to a
* `CanBuildFrom[Source, Elem, CC[Elem]` for any type `Source` by
* `collection.breakOut`.
*/
type CanBuildTo[Elem, CC[X]] = CanBuildFrom[Nothing, Elem, CC[Elem]]
/**
* `value` is _only_ known to be a `Traversable[A]`. This in turn
* turn extends `TraversableLike[A, Traversable[A]]`. The signature
* of `TraversableLike#map` requires an implicit `CanBuildFrom[Traversable[A], B, That]`,
* specifically in the call below `CanBuildFrom[Traversable[A], A CC[A]`.
*
* Essentially, the specific type of the source collection is not known in the signature
* of `map`.
*
* This cannot be directly found instead we look up a `CanBuildTo[A, CC[A]]` and
* convert it with `collection.breakOut`
*
* In the first example that referenced `TraversableLike[A, CC[A]]`, `map` required a
* `CanBuildFrom[CC[A], A, CC[A]]` which could be found.
*/
def mapmap(f: A => A)(implicit cbf: CanBuildTo[A, CC]): CC[A]
= value.map[A, CC[A]](f andThen f)(collection.breakOut)
def mapToString(implicit cbf: CanBuildTo[String, CC]): CC[String]
= value.map[String, CC[String]](_.toString)(collection.breakOut)
}
object TraversableW {
implicit def TraversableWTo[CC[X] <: Traversable[X], A](t: CC[A]): TraversableW[CC, A]
= new TraversableW[CC, A](t)
}
locally {
import TraversableW._
assert((List(1)).mapmap(1+) == List(3))
// The static type of `Seq` has been preserved, but the dynamic type of `List` was lost.
// This is a penalty for using `collection.breakOut`.
assert((List(1): Seq[Int]).mapmap(1+) == Seq(3))
}
Какая разница? Нам пришлось использовать collection.breakOut, потому что мы не можем восстановить определенный подтип коллекции из простого Traversable[A].
def map[B, That](f: A => B)(implicit bf: CanBuildFrom[Repr, B, That]): That = {
val b = bf(repr)
b.sizeHint(this)
for (x <- this) b += f(x)
b.result
}
Builder b инициализируется исходной коллекцией, которая является механизмом сохранения динамического типа через map. Однако наш CanBuildFrom дезавуировал все знания От, посредством аргумента типа Nothing. Все, что вы можете сделать с Nothing, это игнорировать, что именно то, что breakOut делает:
def breakOut[From, T, To](implicit b : CanBuildFrom[Nothing, T, To]) =
new CanBuildFrom[From, T, To] {
def apply(from: From) = b.apply();
def apply() = b.apply()
}
Мы не можем вызвать b.apply(from), не более, чем вы могли бы назвать def foo(a: Nothing) = 0.
Ответ 2
Как правило, когда вы хотите возвращать объекты с тем же типом, вам нужно TraversableLike (IterableLike, SeqLike и т.д.) вместо Traversable. Вот самая общая версия, которую я мог бы придумать (отдельный класс FancyTraversable там, чтобы избежать вывода структурных типов и отражения):
class FancyTraversable[A, S <: TraversableLike[A, S]](t: S) {
def mapmap(f: A => A)(implicit bf: CanBuildFrom[S,A,S]): S = { t map { a: A => f(f(a)) } }
}
implicit def createFancyTraversable[A, S <: TraversableLike[A, S]](t: S): FancyTraversable[A, S] = new FancyTraversable(t)
