独習 Scalaz — Unapply

Unapply

Scala コンパイラで苦労させられているのは、例えば F[M[_, _]] と F[M[_]] や M[_] と F[M[_]] など異なるカインド付けされた型の間での型推論が無いことだ。

具体的には、Applicative[M[_]] のインスタンスは (* -> *) -> * (ただ 1つの型を受け取る型コンストラクタを受け取る型コンストラクタ) だ。Int => Int を Int => A として扱うことで applicative として扱えることが知られている:

scala> Applicative[Function1[Int, Int]]
<console>:14: error: Int => Int takes no type parameters, expected: one
              Applicative[Function1[Int, Int]]
                          ^

scala> Applicative[({type l[A]=Function1[Int, A]})#l]
res14: scalaz.Applicative[[A]Int => A] = scalaz.std.FunctionInstances$$anon$2@56ae78ac

これは Validation のような M[_,_] で面倒になる。Scalaz が手伝ってくれる 1つの方法として Unapply というメタインスタンスがある。

trait Unapply[TC[_[_]], MA] {
  /** The type constructor */
  type M[_]
  /** The type that `M` was applied to */
  type A
  /** The instance of the type class */
  def TC: TC[M]
  /** Evidence that MA =:= M[A] */
  def apply(ma: MA): M[A]
}

traverse などの Scalaz のメソッドが Applicative[M[_]] を要請するとき、代わりに Unapply[Applicative, X] を要請できる。コンパイル時に Scalac は Function1[Int, Int] を M[A] に強制できないかをパラメータを固定したり、追加したり、もちろん既存の型クラスインスタンスを利用したりして暗黙の変換子を全て試す。

scala> implicitly[Unapply[Applicative, Function1[Int, Int]]]
res15: scalaz.Unapply[scalaz.Applicative,Int => Int] = scalaz.Unapply_0$$anon$9@2e86566f

僕が昨日追加したのは型 A に偽の型コンストラクタをつけて M[A] に昇進させる方法だ。これによって Int を Applicative として扱いやすくなる。だけど、TC0: TC[({type λ[α] = A0})#λ] を暗黙に要請するから、どの型でも Applicative に昇進できるというわけではない。

scala> implicitly[Unapply[Applicative, Int]]
res0: scalaz.Unapply[scalaz.Applicative,Int] = scalaz.Unapply_3$$anon$1@5179dc20

scala> implicitly[Unapply[Applicative, Any]]
<console>:14: error: Unable to unapply type `Any` into a type constructor of kind `M[_]` that is classified by the type class `scalaz.Applicative`
1) Check that the type class is defined by compiling `implicitly[scalaz.Applicative[<type constructor>]]`.
2) Review the implicits in object Unapply, which only cover common type 'shapes'
(implicit not found: scalaz.Unapply[scalaz.Applicative, Any])
              implicitly[Unapply[Applicative, Any]]
                        ^

動いた。これらの結果として以下のようなコードが少しきれいに書けるようになる:

scala> val failedTree: Tree[Validation[String, Int]] = 1.success[String].node(
         2.success[String].leaf, "boom".failure[Int].leaf)
failedTree: scalaz.Tree[scalaz.Validation[String,Int]] = <tree>

scala> failedTree.sequence[({type l[X]=Validation[String, X]})#l, Int]
res2: scalaz.Validation[java.lang.String,scalaz.Tree[Int]] = Failure(boom)

以下が sequenceU を用いたもの:

scala> failedTree.sequenceU
res3: scalaz.Validation[String,scalaz.Tree[Int]] = Failure(boom)

ブーム。

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