为啥多态函数不能在 Scala 中接受通配符（存在）类型？

Posted 2023-03-24

【中文标题】为啥多态函数不能在 Scala 中接受通配符（存在）类型？

【英文标题】：Why can't a polymorphic function accept wildcard (existential) types in Scala?为什么多态函数不能在 Scala 中接受通配符（存在）类型？

【发布时间】：2021-12-02 01:30:06

【问题描述】：

在下面的示例中，我想知道为什么 funPoly 不能接受存在量化类型值 outersFromInnersEx，尽管 funEx 可以。

case class InnerCassClass[I, E, O](i: I, e: E, o: O)
case class OuterCaseClass[I, E, O](inner: InnerCassClass[I, E, O])


val inner1 = InnerCassClass(5, "foo", 3.3f)
val inner2 = InnerCassClass(4.4f, 6, "bar")


// Doesn't work as expected due to invariance of type paramemters I, E, O (but confirm)
// val outersFromInnersAny: List[OuterCaseClass[Any, Any, Any]] = List(inner1, inner2).map(OuterCaseClass.apply)

val outersFromInnersEx: List[OuterCaseClass[_, _, _]] = List(inner1, inner2).map(OuterCaseClass.apply)

def funPoly[I, E, O](occ: List[OuterCaseClass[I, E, O]]): Unit = ()
def funEx(occ: List[OuterCaseClass[_, _, _]]): Unit = ()


// This doesn't work, but why?
val u1 = funPoly(outersFromInnersEx)

val u2 = funEx(outersFromInnersEx)

注意，我在 Scala 3 (try online) 中对此进行了测试，但问题在 Scala 2 中基本相同，尽管此特定示例在 Scala 2 中存在其他问题。

【参考方案1】：

请注意，这两种是非常不同的类型：

def funPoly[I, E, O](occ: List[OuterCaseClass[I, E, O]]): Unit = ()
def funEx(occ: List[OuterCaseClass[_, _, _]]): Unit = ()

第一个能够处理OuterCaseClass 对象的统一列表，其中每个对象的类型参数都相同。第二个可以处理OuterCaseClass 对象的混合列表，其中每个对象的类型参数（可能）不同。

使类型参数协变“修复”问题，因为 List[OuterCaseClass[_, _, _]] 等效于 List[OuterCaseClass[Any, Any, Any]]，您可以简单地将 funPolys 类型参数实例化为 Any, Any, Any 以使其接受 funEx 可以接受的任何内容.

一般来说，您可以将存在限定的类型传递给多态函数。例如，这应该有效：

case class ListAndFunction[A](list: List[A], function: A => Int)
val a: ListAndFunction [_] = ListAndFunction[String](List("a"), _.length)
def mapFunction[A](a: ListAndFunction [A]): List[Int] =
  a.list.map(a.function)
mapFunction(a)

【讨论】：

有趣 - 我曾（显然是错误地）假设类型系统仍然能够计算 outersFromInnersEx 的基础类型（并且根据类型检查器，它将具有新的类型参数每个旧类型参数的交集（例如在我的示例中I = Float & Int）；最坏的情况我猜这将是Any。但听起来这不是类型系统的工作方式。除此之外，你的解释在这里了解协方差的工作原理很有帮助。

无论如何，这里可能不需要进一步澄清，这个其他 SO 线程可能描绘了一幅很好的画面，我明天会深入探讨 ***.com/questions/15186520/…

【参考方案2】：

关于type variances，你可以通过改变使funPoly工作

case class InnerCassClass[I, E, O](i: I, e: E, o: O)
case class OuterCaseClass[I, E, O](inner: InnerCassClass[I, E, O])

到

case class InnerCassClass[+I, +E, +O](i: I, e: E, o: O)
case class OuterCaseClass[+I, +E, +O](inner: InnerCassClass[I, E, O])

【讨论】：

这是否暗示接受通配符类型的函数可能不安全，因为它们忽略了方差？我仍然看不到方差和存在通配符类型之间的关系。