Scala：对多态类型的单例实例使用 Nothing

Question

给定一个多态特征，比如

 trait Transform[T] { def apply( t: T ) : T }

一个人可能想要实现各种专门的实例，例如

 case class Add[Double] extends Transform[Double] { def apply( t: Double ) ... }
 case class Append[String] extends Transform[String] { def apply( t: String ) ... }

等等。现在经常需要的转换也是恒等转换。与其为每种类型 T 专门化标识，不如为所有类型 T 只使用一个单例实例。我的问题是：在 Scala 中实现这一目标的最佳方法是什么？

这是我到目前为止发现的内容：查看 List[T] 如何实现 List.empty[T] 和 Nil，我尝试使用 Nothing 作为类型 T。这似乎是有道理的，因为 Nothing 是所有其他类型的子类型：

 object Identity extends Transform[Nothing] {
    def apply( t: Nothing ) = t
 }

这似乎有效。但是，无论我在哪里想要按原样使用此实例，如下所示：

 val array = Array[Transform[String]]( Transform.Identity )

我收到编译器错误“类型不匹配；找到：Identity.type，必需：Transform[String]”。为了使用它，我必须显式地转换它：

 ... Identity.asInstanceOf[Transform[String]]

我不确定这是最好的，甚至是“正确”的方法。感谢您的任何建议。

Answer 1

正如 @Kim Stebel 指出的那样，您的 Transform[T] 在 T 中是不变的（并且必须是因为 T 出现在同向和反向中- def apply(t : T) : T) 中的变体位置，因此 Transform[Nothing] 不是 Transform[String] 的子类型并且不可能成为这样的。

如果您主要关心的是每次调用 Kim 的 def Id[A] 时创建实例，那么您最好的模型是 Predef 中的 conforms 定义，

private[this] final val singleton_<:< = new <:<[Any,Any] { def apply(x: Any): Any = x }
implicit def conforms[A]: A <:< A = singleton_<:<.asInstanceOf[A <:< A]

即。使用多态方法，返回一个转换为适当类型的单例值。这是擦除是胜利的场合之一。

适用于您的情况，我们会有

object SingletonId extends Transform[Any] { def apply(t : Any) = t }
def Id[A] = SingletonId.asInstanceOf[Transform[A]]

示例 REPL 会话，

scala> Id("foo")
res0: java.lang.String = foo

scala> Id(23)
res1: Int = 23

Answer 2

由于 Transform[T] 中的类型参数 T 是不变的，因此 Transform[Nothing] 不是 Transform[String] 的子类型，因此编译器会抱怨它。但在这里使用 Nothing 无论如何都是没有意义的，因为永远不可能有 Nothing 的实例。那么如何将一个传递给 apply 方法呢？你需要再次施放。我能看到的唯一选项是：

scala> def Id[A] = new Transform[A] { override def apply(t:A) = t }
Id: [A]=> java.lang.Object with Transform[A]

scala> Id(4)
res0: Int = 4

scala> Id("")
res1: java.lang.String = ""