Scala 3 幻影类型

中文 | English

---

• Rank N Types
• FunctionK
• GADT
• Phantom Types
• Dependent Types
• Kan Extensions 😸 更新到这里了

可以跑的源码在这里 👉 https://github.com/jcouyang/meow

---

Phantom Types 指并不是数据类型必要的类型. 其实在 GADT 的例子中已经见过了.

比如 List[Int] 说明构造 List 只需要知道 Int.

但如果把类型定义成 List[Int, B], 那么 B 就是 phantom type, 因为你在构造 List(1) 其实并不需要 B 类型的值.

但是这个可以随意加的额外的类型格外有用, 比如我们可以用 phantom types 来定义类型安全的 Vector:

enum Nat {
  case Zero
  case Succ[A]() extends Nat
}
import Nat._
type Nat2 = Succ[Succ[Zero.type]]
type Nat3 = Succ[Succ[Succ[Zero.type]]]

enum Vector[+N <: Nat, +A] {
  case Cons(head: A, tail: Vector[N, A]) extends Vector[Succ[N], A]
  case Nil extends Vector[Zero.type, Nothing]
}
import Vector._
val vector2: Vector[Nat2, Int] = Cons(1, Cons(2, Nil))
val vector3: Vector[Nat3, Int] = Cons(1, Cons(2, Cons(3, Nil)))

长度本身是运行时的值,但是通过phantom types我们把长度弄到了类型上, 这样编译器就能帮忙检查比如, head是不是安全:

def typeSafeHead[A](vec: Vector[Succ[Nat], A]):A = vec match
    case Cons(head, _) => head

所以如果你想要拿 Nil 的 head, 编译时就会挂:

typeSafeHead(Nil)

Found:    (Main.Vector.Nil : Main.Vector[(Main.Nat.Zero : Main.Nat), Nothing])
Required: Main.Vector[Main.Nat.Succ[Main.Nat], Any]

不信? 可以自己在 scastie 上试试: https://scastie.scala-lang.org/jcouyang/JTX3OFXrTCOuq6LNfgRj8Q/8