Scala 不可变对象和具有 val 字段的特征

Question

我想仅使用不可变对象构建我的域模型。但我也想将特征与 val 字段一起使用，并将一些功能移至特征。请看下面的示例：

trait Versionable {
 val version = 0
 def incrementVersion = copy(version=version+1)
}

不幸的是，这样的代码不起作用 - 复制方法对于特征版本化来说是未知的。

我认为为每个特征和类生成复制方法会很好。此类方法应创建对象的浅表副本，并使用与原始对象相同的类型返回它，并根据传递给方法的参数修改给定字段。

因此，在下面的示例中：

class Customer(val name: String) extends Versionable {
 def changeName(newName: String) = copy(name = newName)
}

val customer = new Customer("Scot")

customer.changeName("McDonald") 应返回一个对象实例 Customer(version = 0, name = "McDonald")

和

customer .incrementVersion 还应该返回一个对象实例 Customer(version = 1, name = "Scot")

据我所知，Scala 目前缺乏此类功能，不允许使用不可变类和特征，而不用特征字段污染类构造函数。在我的示例中，我不想向 Customer 类引入名为 version 的参数，因为我希望将版本处理的功能封装在 Versionable 特征中。

我知道案例类中复制方法的功能，以及使用默认参数在类中编写自己的复制方法的能力 - 但我认为此功能不能解决我的问题，因为不可能在特征中使用此类复制方法。现有功能的另一个缺点是使用复制方法的父类返回父类，而不是实际复制的对象的类。

我的问题：

1）您知道如何以优雅的方式处理上面的示例吗？我对 Scala 很陌生，所以也许已经有很好的解决方案了。在我看来，优雅的解决方案应该具有以下特征：

• 不应该使用反射

• 不应该使用序列化

• 应该很快

• 应该在编译时可验证

2) 您对编写编译器插件来为上面的示例生成复制方法的代码有何看法？是否可以使用编译器插件来做到这一点？您有任何示例或提示如何做到这一点吗？

Answer 1

最干净的解决方案可能是从版本化中删除一些实现逻辑，并将其从类型堆栈中推送到案例类（其中您可以使用复制方法）。为版本属性指定默认值以完成设计。

trait Versioned {
  def version : Int
  def nextVersion = version + 1 
}

case class Customer(name: String, version : Int = 0) extends Versioned {
  def withName(newName: String) = copy(name = newName, version = nextVersion)
}

如果需要，您还可以在某处为版本编号定义类型别名：

type Version = Int
val initialVersion = 0

trait Versioned {
  def version : Version
  def nextVersion = version + 1 
}

case class Customer(name: String, version : Version = initialVersion)
extends Versioned {
  def withName(newName: String) = copy(name = newName, version = nextVersion)
}

Answer 2

这是另一个解决方案，与OP的代码一样，不起作用。然而，它可以为扩展语言提供一个更简单（并且更普遍有用）的起点。

trait Versionable[T] {
   self: { def copy(version: Int): T } =>
   val version = 0
   def incrementVersion = copy(version = version + 1)
}

case class Customer(name: String, override val version: Int) 
      extends Versionable[Customer] {
   def changeName(newName: String) = copy(name = newName)
}

如果编译器将 Customer 类的 copy 方法识别为符合 Versionable 的自类型注释中定义的方法（这似乎是使用命名参数和默认参数的自然方式），则该代码将起作用。

Answer 3

尽管您说过，您不想使用案例类。这是使用它们的解决方案：

case class Version(number: Int) {
  override def toString = "v" + number
  def next = copy(number+1)
}

case class Customer(name: String, version: Version = Version(0)) {
  def changeName(newName: String) = copy(newName)
  def incrementVersion = copy(version = version.next)
}

现在您可以这样做：

scala> val customer = new Customer("Scot")
customer: Customer = Customer(Scot,v0)

scala> customer.changeName("McDonnald")
res0: Customer = Customer(McDonnald,v0)

scala> customer.incrementVersion
res1: Customer = Customer(Scot,v1)

scala> customer // not changed (immutable)
res2: Customer = Customer(Scot,v0)

Answer 4

这应该可以满足您的需求：

trait Request[T <: Request[T]] extends Cloneable {
  this: T =>
  private var rets = 0
  def retries = rets
  def incRetries:T = {
    val x = super.clone().asInstanceOf[T]
    x.rets = rets + 1
    x
  }
}

然后您可以像这样使用它

case class Download(packageName:String) extends Request[Download]
val d = Download("Test")
println(d.retries) //Prints 0
val d2 = d.incRetries
println(d2.retries) //Prints 1
println(d.retries) //Still prints 0   

Answer 5

很难看出它是如何工作的以及如何与 Scala 的语义保持一致——特别是在特征中定义的不可变字段的语义。考虑 Versionable 特征：

trait Versionable {
   val version = 0
}

此声明表示，除非被覆盖，版本字段的值将始终为 0。要更改 version 的值，“不会用特征字段污染类构造函数”（即没有显式地覆盖版本字段）将违反这些语义。