Scala 重写 F 有界多态中子类型的类型参数

Question

我正在尝试创建一个特性 Entity，它强制其子类型具有 2 个状态：Transient 和 Persistent

trait EntityState
trait Transient extends EntityState
trait Persistent extends EntityState
trait Entity[State <: EntityState]

例如，子 class，表示 class Post[State <: EntityState] extends Entity[State]，可以实例化为 new Post[Persistent] 或 new Post[Transient]。

接下来，我将向特征 Entity 添加一些方法，可以根据其 State:

调用这些方法

trait Entity[State <: EntityState] {
    def id(implicit ev: State <:< Persistent): Long
    def persist(implicit ev: State <:< Transient): Entity[Persistent]
}

解释一下，对于任何扩展 Entity 的 class，方法 id 只能在 class 的状态为 Persistent 时调用（即它已保存到数据库并已分配一个自动生成的 ID）。

另一方面，方法persist只能在class为Transient（尚未保存到数据库）时调用。方法 persist 旨在将调用者 class 的实例保存到数据库，而 return class 的 Persistent 版本。

现在，问题是 我希望 persist 的 return 类型是调用者 class 的类型。例如，如果我在 class Post[Transient] 的实例上调用 persist，它应该 return Post[Persistent] 而不是 Entity[Persistent].

我四处搜索，找到了一个叫做 F-Bounded Polymorphism 的东西。我正在尝试多种方法来调整它来解决我的问题，但仍然无效。这是我所做的：

第一次尝试：

trait Entity[State <: EntityState, Self[_] <: Entity[State,Self]] {
    def id(implicit ev: State <:< Persistent): Long
    def persist(implicit ev: State <:< Transient): Self[Persistent]
}

和

class Post[State <: EntityState] extends Entity[State, ({type λ[B] == Post[State]})#λ] {

    def persist(implicit ev: <:<[State, Transient]): Post[State] = {
        ???
    }
}

在上面的classPost中，我使用Eclipse的自动补全生成方法persist的实现，发现其return类型仍然是不正确。

第二次尝试：

class Post[State <: EntityState] extends Entity[State, Post] {

   def persist(implicit ev: <:<[State, Transient]): Post[Persistent] = {
       ???
   }
}

这样看来是正确的，除了它有一个编译错误：

[error] D:\playspace\myblog\app\models\post\Post.scala:14: kinds of the type arguments (State,models.post.Post) do not conform to the expected kinds of the type parameters (type State,type Self) in trait Entity.
[error] models.post.Post's type parameters do not match type Self's expected parameters:
[error] type State's bounds <: common.models.EntityState are stricter than type _'s declared bounds >: Nothing <: Any
[error] trait Post[State <: EntityState] extends Entity[State, Post] {

Answer 1

为什么普通的旧式临时多态性不能满足您的需求？例如，这个编译。

trait EntityState
trait Transient extends EntityState
trait Persistent extends EntityState
trait Entity[State <: EntityState] {
  def id(implicit ev: State <:< Persistent): Long
  def persist(implicit ev: State <:< Transient): Entity[Persistent]
}

class Post[State <: EntityState] extends Entity[State] {
  override def id(implicit ev: <:<[State, Persistent]): Long = 5
  override def persist(implicit ev: <:<[State, Transient]): Post[Persistent] = new Post[Persistent]
}

// compiles
val x: Post[Persistent] = (new Post[Transient]).persist
// doesn't compile, as desired
// val y = (new Post[Persistent]).persist

Answer 2

我相信这就是你想要做的：

trait Entity[State <: EntityState, Self[S<:EntityState] <: Entity[S, Self]] {
  _: Self[State] =>

    def id(implicit ev: State <:< Persistent): Long
    def persist(implicit ev: State <:< Transient): Self[Persistent]
}


abstract class Post[State <: EntityState] extends Entity[State, Post] {
   def persist(implicit ev: <:<[State, Transient]): Post[Persistent] = {
       ???
   }
}

更新： _: Self[State] => 部分是 自类型注释 。它说任何混合 Entity 特征 的 class 必须 扩展 Self[State] （不这样做会导致编译时错误）。如果我们删除这个自类型注释，我们可能会定义这样的东西，编译器不会眨眼：

abstract class User[State <: EntityState] extends Entity[State, Post] {
   def persist(implicit ev: <:<[State, Transient]): Post[Persistent] = {
       ???
   }
}

请注意 User class 如何将 Self 类型参数设置为 Post（而不是 User）来扩展 Entity。就编译器而言，这是有效的，但肯定不是您想要的。使用自类型注释，上面的代码将无法编译：

<console>:12: error: illegal inheritance;
 self-type User[State] does not conform to Entity[State,Post]'s selftype Post[State]
           abstract class User[State <: EntityState] extends Entity[State, Post] {
                                                             ^

Scala 重写 F 有界多态中子类型的类型参数

Scala rewriting type parameter of sub type in F-bounded polymorphism

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