代数数据类型的类型级集合

Question

这是这个问题的部分重复：Getting subclasses of a sealed trait，但答案建议运行时反射这是不适合我，我想知道是否可能在编译时，可能使用无形。

所以，有这个ADT：

sealed trait ColumnAttribute 
case class Default(value: String) extends ColumnAttribute 
case class Identity(seed: Int, step: Int) extends ColumnAttribute 
case class Encode(encoding: CompressionEncoding) extends ColumnAttribute 
case object DistKey extends ColumnAttribute 

我怎样才能像Option[Default] :: Option[Identity] :: Option[Encode] :: Option[DistKey] :: HNil？

更具体的问题（可能我正在寻找错误的解决方案）。 有了AST +以上的课程，我怎样才能确保在编译时Column不会构建多个Encode或DistKey或其他ColumnAttribute。

case class Column(columnName: String, dataType: DataType, columnAttributes: Set[ColumnAttribute], columnConstraints: Set[ColumnConstraint]) 

UPD：columnAttributes应该只包含一个特定亚型的值，但可包含不同的亚型的几个值。

所以，这个伪代码应该是正确的：

columnConstraint = Default("foo") :: DistKey :: Identity(1,2) :: HNil

不过这会失败：

columnConstraint = Default("foo") :: Default("bar") :: HNil

Answer 1

如果我们Column代表columnAttributes为HList，我们首先需要以限制HList元素为ColumnAttribute的子类型并且是不同的。

我们可以使用hlist constraintsLUBConstraint和IsDistinctConstraint来实现这一点。

import shapeless.{Default => _, _} 
import LUBConstraint._ 
import IsDistinctConstraint._ 

def acceptOnlyDistinctAttributes 
    [L <: HList : <<:[ColumnAttribute]#λ : IsDistinctConstraint](l: L): L = l 

现在我们需要约束的HList所以它不能同时包含Encode和DistKey，不幸的是，我们需要写这种类型的类自己。

我们可以使用=:=检查第一个元素和NotContainsConstraint以检查尾部是否不包含其他类型。

type CompressionEncoding = String 

sealed trait ColumnAttribute 
case class Default(value: String) extends ColumnAttribute 
case class Identity(seed: Int, step: Int) extends ColumnAttribute 
case class Encode(encoding: CompressionEncoding) extends ColumnAttribute 
case object DistKey extends ColumnAttribute 

import OnlyOneOfConstraint._ 

case class Column[ 
    Attrs <: HList 
    : <<:[ColumnAttribute]#λ 
    : IsDistinctConstraint 
    : OnlyOneOf[Encode, DistKey.type]#λ 
](columnAttributes: Attrs) 

我们现在有一个编译时保证该属性是不同的ColumnAttributes并不会不能同时包含Encode和：

trait OnlyOneOfConstraint[L <: HList, A, B] extends Serializable 

object OnlyOneOfConstraint { 

    def apply[L <: HList, A, B] 
    (implicit ooo: OnlyOneOfConstraint[L, A, B]): OnlyOneOfConstraint[L, A, B] = ooo 

    type OnlyOneOf[A, B] = { 
    type λ[L <: HList] = OnlyOneOfConstraint[L, A, B] 
    } 

    implicit def hnilOnlyOneOf[A, B] = new OnlyOneOfConstraint[HNil, A, B] {} 

    // head is A, so tail cannot contain B 
    implicit def hlistOnlyOneOfA[H, T <: HList, A, B](implicit 
    ncB: T NotContainsConstraint B, 
    eq: A =:= H, 
    oooT: OnlyOneOfConstraint[T, A, B] 
) = new OnlyOneOfConstraint[H :: T, A, B] {} 

    // head is B, so tail cannot contain A 
    implicit def hlistOnlyOneOfB[H, T <: HList, A, B](implicit 
    ncA: T NotContainsConstraint A, 
    eq: B =:= H, 
    oooT: OnlyOneOfConstraint[T, A, B] 
) = new OnlyOneOfConstraint[H :: T, A, B] {} 

    // head is not A or B 
    implicit def hlistOnlyOneOf[H, T <: HList, A, B](implicit 
    neqA: A =:!= H, 
    neqB: B =:!= H, 
    oooT: OnlyOneOfConstraint[T, A, B] 
) = new OnlyOneOfConstraint[H :: T, A, B] {} 
} 

现在我们可以使用（简化）Column这些约束写DistKey：

Column(DistKey :: Default("s") :: HNil) 
// Column[shapeless.::[DistKey.type,shapeless.::[Default,shapeless.HNil]]] = Column(DistKey :: Default(s) :: HNil) 

Column(Default("s") :: Encode("a") :: HNil) 
// Column[shapeless.::[Default,shapeless.::[Encode,shapeless.HNil]]] = Column(Default(s) :: Encode(a) :: HNil) 

Column(DistKey :: Default("s") :: Encode("a") :: HNil) 
// <console>:93: error: could not find implicit value for evidence parameter of type OnlyOneOfConstraint[shapeless.::[DistKey.type,shapeless.::[Default,shapeless.::[Encode,shapeless.HNil]]],Encode,DistKey.type] 
//  Column(DistKey :: Default("s") :: Encode("a") :: HNil)