Typeclass泛型中的Typeclass约束

Question

在过去一周左右的时间里，我一直在为Scala开发一个类型化、索引化的数组特性。我希望将该特征作为类型类提供，并允许库用户以他们喜欢的方式实现它。下面是一个示例，使用列表的列表来实现2D数组类型类：

// crate a 2d Array typeclass, with additional parameters
trait IsA2dArray[A, T, Idx0, Idx1] {
  def get(arr: A, x: Int, y: Int): T // get a single element of the array; its type will be T
}
// give this typeclass method syntax
implicit class IsA2dArrayOps[A, T, Idx0, Idx1](value: A) {
  def get(x: Int, y: Int)(implicit isA2dArrayInstance: IsA2dArray[A, T, Idx0, Idx1]): T = 
    isA2dArrayInstance.get(value, x, y)
}

// The user then creates a simple case class that can act as a 2d array
case class Arr2d[T, Idx0, Idx1] (
  values: List[List[T]],
  idx0: List[Idx0],
  idx1: List[Idx1],
)
// A couple of dummy index element types:
case class Date(i: Int) // an example index element
case class Item(a: Char) // also an example
// The user implements the IsA2dArray typeclass 
implicit def arr2dIsA2dArray[T, Idx0, Idx1] = new IsA2dArray[Arr2d[T, Idx0, Idx1], T, Idx0, Idx1] {
  def get(arr: Arr2d[T, Idx0, Idx1], x: Int, y: Int): T = arr.values(x)(y)
}
// create an example instance of the type
val arr2d = Arr2d[Double, Date, Item] (
  List(List(1.0, 2.0), List(3.0, 4.0)),
  List(Date(0), Date(1)),
  List(Item('a'), Item('b')),
)
// check that it works
arr2d.get(0, 1)

这一切看起来都很好。我遇到的困难是，我希望将索引类型约束为一个已批准类型的列表（用户可以更改）。由于程序不是所有已批准类型的原始所有者，所以我想用一个typeclass来表示这些已批准类型，并让已批准类型实现它：

trait IsValidIndex[A] // a typeclass, indicating whether this is a valid index type
implicit val dateIsValidIndex: IsValidIndex[Date] = new IsValidIndex[Date] {} 
implicit val itemIsValidIndex: IsValidIndex[Item] = new IsValidIndex[Item] {}

然后更改typeclass定义以施加一个约束，即idx0和idx1必须实现isValidIndex类型类（这里是开始不起作用的地方）：

  trait IsA2dArray[A, T, Idx0: IsValidIndex, Idx1: IsValidIndex] {
    def get(arr: A, x: Int, y: Int): T // get a single element of the array; its type will be T
  }

null

如果有人能提出一个解决这个问题的办法，或者一个实现同一目标的方法的全面改变，我将非常感激。我知道Scala3允许traits具有隐式参数，因此允许我直接在typeclass泛型参数列表中使用idx0:isValidIndex约束，这将非常棒。但是换到3就这样感觉就像是一个相当大的锤子去敲碎一个相对较小的坚果。

Answer 1

我想解决办法是

1. 将原来的isa2darray类型类实现为抽象类，这样我就可以直接在上面使用idx0:isValidIndex语法（在上面的链接中好心建议）。

这是我最初的想法，但是a）它对用户不太友好，因为它要求用户将他们正在使用的任何类型包装到另一个类中，然后再扩展这个抽象类。

使用抽象类而不是traits有什么好处？

https://www.geeksforgeeks.org/Difference-betweet-traits-and-abstract-classes-in-scala/

除非您有类型类的层次结构（如猫的functor、applicative、monad...)。Trait或抽象类（一个类型类）不能扩展多个抽象类（类型类），而它可以扩展多个Trait（类型类）。但无论如何，类型类的继承是很棘手的