在编译时添加两个相同大小的列表
在编译时添加两个相同大小的列表
提问于 2016-01-20 09:08:51
在Idris中，我可以通过将两个大小相同的向量相加：
module MatrixMath
import Data.Vect
addHelper : (Num n) => Vect k n -> Vect k n -> Vect k n
addHelper = zipWith (+)在REPL上编译后：
*MatrixMath> :l MatrixMath.idr
Type checking ./MatrixMath.idr然后我可以用两个大小为3的向量来调用它：
*MatrixMath> addHelper [1,2,3] [4,5,6]
[5, 7, 9] : Vect 3 Integer但是，当我尝试在两个不同大小的向量上调用addHelper时，它将无法编译：
*MatrixMath> addHelper [1,2,3] [1]
(input):1:20:When checking argument xs to constructor Data.Vect.:::
Type mismatch between
Vect 0 a (Type of [])
and
Vect 2 n (Expected type)
Specifically:
Type mismatch between
0
and
2我怎么用Scala写这个呢？
回答 2
Stack Overflow用户
发布于 2016-01-20 10:42:14
对于这类问题，shapeless通常是正确的选择。Shapeless已经具有类型级数(shapless.Nat)和具有编译时已知大小的集合的抽象(shapeless.Sized)。
对实现的第一次尝试可能如下所示
import shapeless.{ Sized, Nat }
import shapeless.ops.nat.ToInt
import shapeless.syntax.sized._
def Vect[A](n: Nat)(xs: A*)(implicit toInt : ToInt[n.N]) =
xs.toVector.sized(n).get
def add[A, N <: Nat](left: Sized[Vector[A], N], right: Sized[Vector[A], N])(implicit A: Numeric[A]) =
Sized.wrap[Vector[A], N]((left, right).zipped.map(A.plus))以及它的用法：
scala> add(Vect(3)(1, 2, 3), Vect(3)(4, 5, 6))
res0: shapeless.Sized[Vector[Int],shapeless.Succ[shapeless.Succ[shapeless.Succ[shapeless._0]]]] = Vector(5, 7, 9)
scala> add(Vect(3)(1, 2, 3), Vect(1)(1))
<console>:30: error: type mismatch;
// long and misleading error message about variance
// but at least it failed to compile虽然这看起来是可行的，但它有一个严重的缺点-你必须确保提供的长度和参数的数量匹配，否则你会得到一个运行时错误。
scala> Vect(1)(1, 2, 3)
java.util.NoSuchElementException: None.get
at scala.None$.get(Option.scala:347)
at scala.None$.get(Option.scala:345)
at .Vect(<console>:27)
... 33 elided我们可以做得更好。您可以直接使用Sized而不是另一个构造函数。此外，如果我们用两个参数列表定义add，我们可以得到更好的错误消息(它没有Idris提供的那么好，但它是可用的)：
import shapeless.{ Sized, Nat }
def add[A, N <: Nat](left: Sized[IndexedSeq[A], N])(right: Sized[IndexedSeq[A], N])(implicit A: Numeric[A]) =
Sized.wrap[IndexedSeq[A], N]((left, right).zipped.map(A.plus))
// ...
add(Sized(1, 2, 3))(Sized(4, 5, 6))
res0: shapeless.Sized[IndexedSeq[Int],shapeless.nat._3] = Vector(5, 7, 9)
scala> add(Sized(1, 2, 3))(Sized(1))
<console>:24: error: polymorphic expression cannot be instantiated to expected type;
found : [CC[_]]shapeless.Sized[CC[Int],shapeless.nat._1]
(which expands to) [CC[_]]shapeless.Sized[CC[Int],shapeless.Succ[shapeless._0]]
required: shapeless.Sized[IndexedSeq[Int],shapeless.nat._3]
(which expands to) shapeless.Sized[IndexedSeq[Int],shapeless.Succ[shapeless.Succ[shapeless.Succ[shapeless._0]]]]
add(Sized(1, 2, 3))(Sized(1))但我们可以走得更远。Shapeless还提供了元组和Sized之间的转换，所以我们可以这样写：
import shapeless.{ Sized, Nat }
import shapeless.ops.tuple.ToSized
def Vect[A, P <: Product](xs: P)(implicit toSized: ToSized[P, Vector]) =
toSized(xs)
def add[A, N <: Nat](left: Sized[Vector[A], N], right: Sized[Vector[A], N])(implicit A: Numeric[A]) =
Sized.wrap[Vector[A], N]((left, right).zipped.map(A.plus))这是可行的，大小是从提供的元组中推断出来的：
scala> add(Vect(1, 2, 3), Vect(4, 5, 6))
res0: shapeless.Sized[Vector[Int],shapeless.Succ[shapeless.Succ[shapeless.Succ[shapeless._0]]]] = Vector(5, 7, 9)
scala> add(Vect(1, 2, 3))(Vect(1))
<console>:27: error: type mismatch;
found : shapeless.Sized[scala.collection.immutable.Vector[Int],shapeless.Succ[shapeless.Succ[shapeless.Succ[shapeless.Succ[shapeless._0]]]]]
required: shapeless.Sized[Vector[Int],shapeless.Succ[shapeless.Succ[shapeless.Succ[shapeless._0]]]]
add(Vect(1, 2, 3))(Vect(4, 5, 6, 7))不幸的是，这个例子中的语法只适用于一个叫做参数自适应的特性，在这个特性中，scalac会自动将多个参数从Vect转换成我们需要的元组。由于这个“特性”也可能导致非常糟糕的bug，我发现自己几乎总是用-Yno-adapted-args禁用它。使用这个标志，我们必须自己显式地编写元组：
scala> Vect(1, 2, 3)
<console>:26: warning: No automatic adaptation here: use explicit parentheses.
signature: Vect[A, P <: Product](xs: P)(implicit toSized: shapeless.ops.tuple.ToSized[P,Vector]): toSized.Out
given arguments: 1, 2, 3
after adaptation: Vect((1, 2, 3): (Int, Int, Int))
Vect(1, 2, 3)
^
<console>:26: error: too many arguments for method Vect: (xs: (Int, Int, Int))(implicit toSized: shapeless.ops.tuple.ToSized[(Int, Int, Int),Vector])toSized.Out
Vect(1, 2, 3)
^
scala> Vect((1, 2, 3))
res1: shapeless.Sized[scala.collection.immutable.Vector[Int],shapeless.Succ[shapeless.Succ[shapeless.Succ[shapeless._0]]]] = Vector(1, 2, 3)
scala> add(Vect((1, 2, 3)))(Vect((4, 5, 6)))
res2: shapeless.Sized[Vector[Int],shapeless.Succ[shapeless.Succ[shapeless.Succ[shapeless._0]]]] = Vector(5, 7, 9)此外，我们只能使用最大长度为22的scala，scala不支持更大的元组。
scala> Vect((1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23))
<console>:26: error: object <none> is not a member of package scala
Vect((1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23))那么，我们能得到稍微好一点的语法吗？事实证明，我们可以。Shapeless可以为我们做包装，使用HList：
import shapeless.ops.hlist.ToSized
import shapeless.{ ProductArgs, HList, Nat, Sized }
object Vect extends ProductArgs {
def applyProduct[L <: HList](l: L)(implicit toSized: ToSized[L, Vector]) =
toSized(l)
}
def add[A, N <: Nat](left: Sized[Vector[A], N])(right: Sized[Vector[A], N])(implicit A: Numeric[A]) =
Sized.wrap[Vector[A], N]((left, right).zipped.map(A.plus))而且它是有效的：
scala> add(Vect(1, 2, 3))(Vect(4, 5, 6))
res0: shapeless.Sized[Vector[Int],shapeless.Succ[shapeless.Succ[shapeless.Succ[shapeless._0]]]] = Vector(5, 7, 9)
scala> add(Vect(1, 2, 3))(Vect(1))
<console>:27: error: type mismatch;
found : shapeless.Sized[scala.collection.immutable.Vector[Int],shapeless.Succ[shapeless._0]]
required: shapeless.Sized[Vector[Int],shapeless.Succ[shapeless.Succ[shapeless.Succ[shapeless._0]]]]
add(Vect(1, 2, 3))(Vect(1))
^
scala> Vect(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23)
res2: shapeless.Sized[scala.collection.immutable.Vector[Int],shapeless.Succ[shapeless.Succ[... long type elided... ]]] = Vector(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23)您可以更进一步，将Sized包装在您自己的类中，例如
import shapeless.ops.hlist.ToSized
import shapeless.{ ProductArgs, HList, Nat, Sized }
object Vect extends ProductArgs {
def applyProduct[L <: HList](l: L)(implicit toSized: ToSized[L, Vector]): Vect[toSized.Lub, toSized.N] =
new Vect(toSized(l))
}
class Vect[A, N <: Nat] private (val self: Sized[Vector[A], N]) extends Proxy.Typed[Sized[Vector[A], N]] {
def add(other: Vect[A, N])(implicit A: Numeric[A]): Vect[A, N] =
new Vect(Sized.wrap[Vector[A], N]((self, other.self).zipped.map(A.plus)))
}
// ...
scala> Vect(1, 2, 3) add Vect(4, 5, 6)
res0: Vect[Int,shapeless.Succ[shapeless.Succ[shapeless.Succ[shapeless._0]]]] = Vector(5, 7, 9)
scala> Vect(1, 2, 3) add Vect(1)
<console>:26: error: type mismatch;
found : Vect[Int,shapeless.Succ[shapeless._0]]
required: Vect[Int,shapeless.Succ[shapeless.Succ[shapeless.Succ[shapeless._0]]]]
Vect(1, 2, 3) add Vect(1)从本质上讲，所有这些都归结为使用Sized和Nat作为类型约束。
Stack Overflow用户
发布于 2016-01-20 10:10:10
Shapeless你能在这方面帮你吗：
import shapeless._
import syntax.sized._
def row(cols : Seq[String]) = cols.mkString("\"", "\", \"", "\"")
def csv[N <: Nat](hdrs : Sized[Seq[String], N], rows : List[Sized[Seq[String], N]]) =
row(hdrs) :: rows.map(row(_))
val hdrs = Sized("Title", "Author") // Sized[IndexedSeq[String], _2]
val rows = List( // List[Sized[IndexedSeq[String], _2]]
Sized("Types and Programming Languages", "Benjamin Pierce"),
Sized("The Implementation of Functional Programming Languages", "Simon Peyton-Jones")
)
// hdrs and rows statically known to have the same number of columns
val formatted = csv(hdrs, rows)注意csv方法是如何通过N <: Nat约束Sized的，与您在示例中通过Num n约束的方式相同。
我从Shapeless examples复制了这段代码，如果它不是这样编译的，我很可能遗漏了一些东西。
页面原文内容由Stack Overflow提供。腾讯云小微IT领域专用引擎提供翻译支持
原文链接：
https://stackoverflow.com/questions/34889808
复制相关文章
相似问题
腾讯云开发者
