如何使用Scala的this类型、抽象类型等来实现Self类型？

Question

我在其他问题中找不到这个问题的答案。假设我有一个抽象超类 Abstract0，它有两个子类：Concrete1 和 Concrete1。我希望能够在 Abstract0 中定义类似

def setOption(...): Self = {...}

Self 是具体子类型的内容。这将允许像这样链接调用 setOption：

val obj = new Concrete1.setOption(...).setOption(...)

并且仍然将 Concrete1 作为 obj 的推断类型。

我不想定义这个：

abstract class Abstract0[T <: Abstract0[T]]

因为它使客户端更难处理这种类型。我尝试了各种可能性，包括抽象类型：

abstract class Abstract0 {
  type Self <: Abstract0
}

class Concrete1 extends Abstract0 {
  type Self = Concrete1
}

但是不可能实现 setOption，因为 Abstract0 中的 this 没有 Self 类型。并且使用 this: Self => 在 Abstract0 中也不起作用。

对于这个问题有哪些解决方案呢？

Answer 1

这就是 this.type 的用途：

scala> abstract class Abstract0 {
     |   def setOption(j: Int): this.type
     | }
defined class Abstract0

scala> class Concrete0 extends Abstract0 {
     |   var i: Int = 0
     |   def setOption(j: Int) = {i = j; this}
     | }
defined class Concrete0

scala> (new Concrete0).setOption(1).setOption(1)
res72: Concrete0 = Concrete0@a50ea1

如您所见，setOption 返回实际使用的类型，而不是 Abstract0。如果 Concrete0 有 setOtherOption 那么 (new Concrete0).setOption(1).setOtherOption(...) 就可以了

更新：回答 JPP 在评论中的后续问题（如何返回新实例：
问题中描述的一般方法是正确的（使用抽象类型）。然而，对于每个子类来说，新实例的创建需要是明确的。

一种方法是：

abstract class Abstract0 {
  type Self <: Abstract0

  var i = 0

  def copy(i: Int) : Self

  def setOption(j: Int): Self = copy(j)
}

class Concrete0(i: Int) extends Abstract0 {
  type Self = Concrete0
  def copy(i: Int) = new Concrete0(i)
}

另一种方法是遵循 Scala 集合库中使用的构建器模式。也就是说，setOption 接收隐式构建器参数。这样做的优点是可以使用更多方法来构建新实例，而不仅仅是“复制”，并且可以完成复杂的构建。例如，setSpecialOption 可以指定返回实例必须是 SpecialConcrete。

这是解决方案的说明：

trait Abstract0Builder[To] {
    def setOption(j: Int)
    def result: To
}

trait CanBuildAbstract0[From, To] {
  def apply(from: From): Abstract0Builder[To]
}


abstract class Abstract0 {
  type Self <: Abstract0

  def self = this.asInstanceOf[Self]

  def setOption[To <: Abstract0](j: Int)(implicit cbf: CanBuildAbstract0[Self, To]): To = {
    val builder = cbf(self)
    builder.setOption(j)
    builder.result
  }

}

class Concrete0(i: Int) extends Abstract0 {
  type Self = Concrete0
}

object Concrete0 {
    implicit def cbf = new CanBuildAbstract0[Concrete0, Concrete0] {
        def apply(from: Concrete0) = new Abstract0Builder[Concrete0] {
           var i = 0
           def setOption(j: Int) = i = j
           def result = new Concrete0(i)
        }
    }
}

object Main {
    def main(args: Array[String]) {
    val c = new Concrete0(0).setOption(1)
    println("c is " + c.getClass)
    }
}

更新 2：
回复 JPP 的第二条评论。如果有多层嵌套，请使用类型参数而不是类型成员，并将 Abstract0 设为特征：

trait Abstract0[+Self <: Abstract0[_]] {
  // ...
}

class Concrete0 extends Abstract0[Concrete0] {
  // ....
}

class RefinedConcrete0 extends Concrete0 with Abstract0[RefinedConcrete0] {
 // ....
}

Answer 2

这是 this.type 的确切用例。它会像：

def setOption(...): this.type = { 
  // Do stuff ...
  this
}