Scala 继承类型不满足父类型要求

Posted 2023-03-23

【中文标题】Scala 继承类型不满足父类型要求

【英文标题】：Scala inherited type doesn't satisfy parent type requirement

【发布时间】：2021-04-14 00:14:58

【问题描述】：

使用 Scala 已经有一段时间了，希望能够使用类型约束进行域建模。在下面的代码中，我正在尝试设计一个域。请原谅神秘的类名，想专注于我手头面临的具体问题。

代码如下：

import scala.collection.mutable

class ClassTypeTest

    trait TSM
    
        def fit[T <: TSM](): FR[T]
    

    abstract class FM extends TSM

    trait MP[T <: TSM]
    
        def name: String
    

    trait FiM[T <: TSM]
    
        val fittedParams = mutable.HashMap[String, MP[T]]()
    

    class FR[T <: TSM](fm: FiM[T])


    // Now define classes related to SMA
    //===================================
    abstract class SMAP extends MP[SMA]
    class SMAO(n: String) extends SMAP
    
        override def name = n
    
    class SMAM(smao: SMAO) extends FiM[SMA]
    
        fittedParams(smao.name) = smao
    

    class SMA extends FM
    
        override def fit[SMA]() =
        
            val fim = new SMAM(new SMAO("x"))
            //*******************************
            // Following line shows the error:
            // Error:(40, 25) type mismatch;
            // found   : ClassTypeTest.this.SMAM
            // required: ClassTypeTest.this.FiM[SMA]
            //            new FR[SMA](fim)
            //*******************************************
            new FR[SMA](fim)
        
    

我将 SMAM 定义为 extends FiM[SMA]，那么为什么编译器会抱怨 Type mismatch. Required FiM[SMA], found: SMAM。我是否定义错误的类型参数或约束之一？

我试图将 fit 方法的类型和 FR 对象限制为 TSM 的子类之一。我如何做到这一点？

【参考方案1】：

我将SMAM定义为extends FiM[SMA]，那为什么编译器会抱怨Type mismatch. Required FiM[SMA], found: SMAM.

SMA in def fit[SMA]() = ... in

class SMA extends FM

    override def fit[SMA]() =
    
        val fim = new SMAM(new SMAO("x"))
        new FR[SMA](fim)
    

是一个类型参数。它是任意类型，而不是SMA 类（类型参数SMA 隐藏类SMA）。您可以在这里使用任意标识符，例如T

class SMA extends FM

    override def fit[T]() =
    
        val fim = new SMAM(new SMAO("x"))
        new FR[T](fim)
    

所以我猜是错误

type mismatch;
 found   : SMAM
 required: FiM[T]

现在很清楚了。

【讨论】：

您认为 OP 是否打算将 TSM#fit 中的 T 用作抽象成员类型（或者只是类的 F 有界泛型参数）？

@HTNW 我想为了回答这个问题我们应该了解 OP 的业务逻辑:)

嗨 - 感谢您的快速回复。 @HTNW：我想我不太了解您提到的这两种情况之间的区别，但业务需求是我希望使用 TSM 的子类之一定义 FR 对象。

@DmytroMitin：我想我明白你在说什么：我把 SMA 误认为是类类型，但实际上它是一个任意类型，这就是你用 T 替换 SMA 所显示的。如何然后我应该继续达到我想要达到的目标吗？

【参考方案2】：

    trait TSM
    
        def fit[T <: TSM](): FR[T]
    

这定义了一个带有 fit 方法的特征，对于 any 类型 T 返回一个 FR[T] 的实例

    class SMA extends TSM 
    
        override def fit[SMA]() =
        
            val fim = new SMAM(new SMAO("x"))
            new FR[SMA](fim)
        
    

这会覆盖 trait 中定义的方法 fit。方法定义中的SMA 是一个类型参数，而不是对类名的引用。您可以（可能应该）将其替换为 T，这将是等效的，但不会那么混乱：

   override def fit[T <: TSM](): FR[T] = new FR(new SMAM(new SMAO("x")))

这会给你一个更具描述性的错误 - 大意是你试图返回 FR[SMA] 而应该是 FR[T]。

底线是你不能让子类中的方法比在超类中声明的更“通用”。为了更好地理解为什么会这样，请考虑以下几点：

   abstract class Foo extends TSM 

   val sma: TSM = new SMA()
   val foo: FR[Foo] = sma.fit[Foo]()

这个应该工作：sma 是TSM 的一个实例，TSM.fit 应该适用于作为TSM 子类的任何类型参数，Foo显然是。 但是你写的SMA.fit只能返回FR[SMA]，所以如果允许，上面的sn-p将不起作用。

如何解决这个问题？ 嗯，这取决于你真正想要。一种可能性是参数化特征本身而不是方法：

    trait TSM[T <: TSM[_]] 
       def fit(): FR[T] 
    

    class SMA extends TSM[SMA]
    
        override def fit() = new FR(new SMAM(new SMAO("x")))        
    

【讨论】：

这是 F-bounds 方法，对吧？根据@HTNW 早些时候的评论（tpolecat.github.io/2015/04/29/f-bounds.html）对此进行了一些阅读，看起来在漏洞方面存在一些陷阱，但仍然非常有用的解决方案。

@SamikR 是的，这是一个 F-Bound，请查看 this 了解其他替代方案及其权衡。