如何使用HList来验证输入？

Question

如何使用HList来验证输入？

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我正在使用Shapeless 2.0，并尝试使用HList验证输入，尽可能多地在编译时进行检查。

我有一个HList“spec”，指定了我期望的输入类型（类型应在编译时进行检查），并且还可以包括要执行的运行时检查（例如，测试数字是偶数还是奇数）。

考虑以下规格：

trait Pred[T] { def apply(t: T): Boolean }
val IsString = new Pred[String] { def apply(s: String) = true }
val IsOddNumber = new Pred[Int] { def apply(n: Int) = n % 2 != 0 }
val IsEvenNumber = new Pred[Int] { def apply(n: Int) = n % 2 == 0 }
val spec = IsEvenNumber :: IsString :: IsString :: IsOddNumber :: HNil

还有各种示例输入：

val goodInput = 4 :: "foo" :: "" :: 5 :: HNil
val badInput = 4 :: "foo" :: "" :: 4 :: HNil
val malformedInput = 4 :: 5 :: "" :: 6 :: HNil

我应该如何编写一个函数，以便有效地执行以下操作：

input.zip(spec).forall{case (input, test) => test(input)}

以下内容将发生：

因此，以下情况会发生：

f(spec, goodInput) // true
f(spec, badInput) // false
f(spec, malformedInput) // Does not compile

- Frank Duncan

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Seth Tisue · Accepted Answer

这些Travis Brown的答案包含了大部分所需内容：

但我花了很长时间才找到这些答案，弄清楚它们适用于您的问题，并解决了合并和应用细节。

我认为您的问题具有价值，因为它展示了在解决实际问题时可能会遇到的情况，即验证输入。以下是完整解决方案，包括演示代码和测试。

下面是用于进行检查的通用代码：

object Checker {
  import shapeless._, poly._, ops.hlist._
  object check extends Poly1 {
    implicit def apply[T] = at[(T, Pred[T])]{
      case (t, pred) => pred(t)
    }
  }
  def apply[L1 <: HList, L2 <: HList, N <: Nat, Z <: HList, M <: HList](input: L1, spec: L2)(
    implicit zipper: Zip.Aux[L1 :: L2 :: HNil, Z],
             mapper: Mapper.Aux[check.type, Z, M],
             length1: Length.Aux[L1, N],
             length2: Length.Aux[L2, N],
             toList: ToList[M, Boolean]) =
    input.zip(spec)
      .map(check)
      .toList
      .forall(Predef.identity)
}

以下是演示用法代码：

object Frank {
  import shapeless._, nat._
  def main(args: Array[String]) {
    val IsString     = new Pred[String] { def apply(s: String) = true       }
    val IsOddNumber  = new Pred[Int]    { def apply(n: Int)    = n % 2 != 0 }
    val IsEvenNumber = new Pred[Int]    { def apply(n: Int)    = n % 2 == 0 }
    val spec = IsEvenNumber :: IsString :: IsString :: IsOddNumber :: HNil
    val goodInput       = 4 :: "foo" :: "" :: 5 :: HNil
    val badInput        = 4 :: "foo" :: "" :: 4 :: HNil
    val malformedInput1 = 4 :: 5     :: "" :: 6 :: HNil
    val malformedInput2 = 4 :: "foo" :: "" :: HNil
    val malformedInput3 = 4 :: "foo" :: "" :: 5 :: 6 :: HNil
    println(Checker(goodInput, spec))
    println(Checker(badInput, spec))
    import shapeless.test.illTyped
    illTyped("Checker(malformedInput1, spec)")
    illTyped("Checker(malformedInput2, spec)")
    illTyped("Checker(malformedInput3, spec)")
  }
}

/*
results when run:
[info] Running Frank
true
false
*/

请注意使用illTyped来验证不应该编译的代码确实没有编译通过。

一些附注：

- 我最初走了一条漫长的路，认为对于多态函数check而言，它需要比Poly1更具体的类型，以表示在所有情况下返回类型都为布尔值。因此，我一直尝试使用extends (Id ~>> Boolean)让其正常工作。但事实证明，类型系统是否知道结果类型在每种情况下都是布尔值并不重要。只有我们实际拥有的情况符合正确的类型，就足够了。 extends Poly1非常棒。 - 值级别的zip通常允许不相等的长度，并且会丢弃多余的部分。Miles在Shapeless的类型级别zip中也遵循了这个规则，因此我们需要单独检查长度是否相等。 - 有点遗憾的是，调用方必须import nat._，否则Length的隐式实例就找不到了。我们希望在定义站点处理这些细节。(修复正在进行中。) - 如果我理解正确，我无法像https://dev59.com/0XvZa4cB1Zd3GeqP-hLL#21005225中的那样使用Mapped来避免长度检查，因为我的某些检查器(如IsString)具有比例如Pred[String]更具体的单例类型。 - Travis指出，Pred可以扩展T => Boolean，从而使使用ZipApply成为可能。我留给读者跟进此建议的练习 :-)