基于Scala类型的属性提取器 - 仅获取器镜头？

Question

什么是从数据容器（例如case class）中提取类型的最佳方法？

例如，如果我有一个标记类型trait PID，它是一个带有标记Int的type ProductId = Int with Tagged[PID]或者Scalaz风格的type ProductId = Int @@ PID，以及产品中的其他字段type Name = String @@ PName等等，并且一个数据容器包含了产品的属性；

case class Product(pid: ProductId, name: Name, weight: Weight)

如何在不使用反射的情况下编写通用提取器 A => B 的方法？这个问题是因为我想在运行时从产品容器中动态提取一个字段。也就是说，用户传递了他们想要提取的产品属性。

比如，如果我想动态获取ProductId，我能否编写一个方法，该方法接受类型并返回值，例如：

trait Extractor[A] {
  def extract[B](i: A): B = //get type B from the Product class
}

或许我在过度复杂化问题。

我可以编写一个简单的提取器类，它接受A => B函数并为每种类型定义它;

trait Getter[A, B] {
  def extract(i: A): B
}
//... mix this in...
trait GetPID extends Getter[Product, ProductId] {
  override def extract(implicit i: Product) = i.pid
}
trait GetName extends Getter[Product, Name] {
  override def extract(implicit i: Product) = i.name
}

然后根据需要添加它们。

val dyn = new DynamicProductExtractor with GetPID 
dyn.extract

但这似乎很麻烦。

我认为像 Lens 这样的工具在这里会很有用。

- NightWolf

Answer 1

为了举例完整，假设我们有以下类型和一些示例数据：

import shapeless._, tag._

trait PID; trait PName; trait PWeight

type ProductId = Int @@ PID
type Name = String @@ PName
type Weight = Double @@ PWeight

case class Product(pid: ProductId, name: Name, weight: Weight)

val pid = tag[PID](13)
val name = tag[PName]("foo")
val weight = tag[PWeight](100.0)

val product = Product(pid, name, weight)

我在这里使用Shapeless的标签，但以下所有内容都适用于Scalaz或您自己的Tagged。现在假设我们想要能够在任意case类中按类型查找成员，我们可以使用Shapeless的Generic创建一个提取器：

import ops.hlist.Selector

def extract[A] = new {
  def from[C, Repr <: HList](c: C)(implicit
    gen: Generic.Aux[C, Repr],
    sel: Selector[Repr, A]
  ) = sel(gen.to(c))
}

请注意，出于简洁的原因，我使用了结构类型，但您可以非常容易地定义一个新类来完成同样的任务。

现在我们可以写如下内容：

scala> extract[ProductId].from(product)
res0: Int with shapeless.tag.Tagged[PID] = 13

请注意，如果 case class 中有多个具有请求类型的成员，则将返回第一个成员。如果它没有任何具有正确类型的成员（例如 extract[Char] from(product)），则会得到一个漂亮的编译时错误。

在这里您可以使用 lens，但是您需要编写更多或更少相同的机制 - 我不知道是否有 lens 实现可以为您提供按类型索引（例如 Shapeless 提供位置索引和按成员名称索引）。

（请注意，这实际上并不是“动态”的，因为您在 case class 中查找的类型必须在编译时静态已知，但在上述示例中也是如此。）

- Travis Brown

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谢谢你的出色回答！这看起来非常整洁！就性能而言，这个怎么样？与反射相比如何？ - NightWolf

这段代码在一个 case 类中也无法编译通过：scala> case class Product(pid: ProductId, name: Name, weight: Weight) error: type mismatch; found : Double required: AnyRef Note: an implicit exists from scala.Double => java.lang.Double, but methods inherited from Object are rendered ambiguous. This is to avoid a blanket implicit which would convert any scala.Double to any AnyRef. You may wish to use a type ascription: x: java.lang.Double. @TravisBrown，有什么想法吗？ - NightWolf

有没有办法让它更加动态/通用，这样我就可以编写一个实现带泛型的“从中提取”功能的特质？ - NightWolf

另外，我很想了解你为什么需要一个trait，但是你可以通过使用相同的A和C类型参数，并要求相同的Generic.Aux和Selector证据来使我的解决方案通用化。 - Travis Brown

这是使用Scala 2.10.4编译。 - NightWolf