更新嵌套结构的更清洁方法

Question

更新嵌套结构的更清洁方法说我有以下两个case classes：case class Address(street: String, city: String, state: String, zipCode: Int)case class Person(firstName: String, lastName: String, address: Address)和以下Person类的实例：val raj = Person("Raj", "Shekhar", Address("M Gandhi Marg",                                            "Mumbai",                                            "Maharashtra",                                            411342))现在，如果我想更新zipCode，raj那么我将不得不做：val updatedRaj = raj.copy(address = raj.address.copy(zipCode = raj.address.zipCode + 1))随着嵌套水平的提高，这将变得更加丑陋。是否有更清洁的方式（像Clojure的东西update-in）来更新这样的嵌套结构？

Answer 1

拉链

Huet的Zipper为不可变数据结构提供了方便的遍历和“变异”。Scalaz为Stream（scalaz.Zipper）和Tree（scalaz.TreeLoc）提供Zippers 。事实证明，拉链的结构可以自动地从原始数据结构中导出，其方式类似于代数表达式的符号区分。

但是，这对您的Scala案例类有何帮助？好吧，Lukas Rytz最近制作了一个scalac扩展原型，可以自动为带注释的案例类创建拉链。我将在这里重现他的例子：

scala> @zip case class Pacman(lives: Int = 3, superMode: Boolean = false) 

scala> @zip case class Game(state: String = "pause", pacman: Pacman = Pacman()) 

scala> val g = Game() 

g: Game = Game("pause",Pacman(3,false))

// Changing the game state to "run" is simple using the copy method:

scala> val g1 = g.copy(state = "run") 

g1: Game = Game("run",Pacman(3,false))

// However, changing pacman's super mode is much more cumbersome (and it gets worse for deeper structures):

scala> val g2 = g1.copy(pacman = g1.pacman.copy(superMode = true))

g2: Game = Game("run",Pacman(3,true))

// Using the compiler-generated location classes this gets much easier: 

scala> val g3 = g1.loc.pacman.superMode set true

g3: Game = Game("run",Pacman(3,true)

因此，社区需要说服Scala团队，这项工作应该继续并集成到编译器中。

顺便提一下，Lukas最近发布了Pacman版本，用户可以通过DSL进行编程。但是，看起来他没有使用修改过的编译器，因为我看不到任何@zip注释。

树重写

在其他情况下，您可能希望在整个数据结构中应用一些转换，根据某种策略（自上而下，自下而上），并基于与结构中某个点的值匹配的规则。经典的例子是为一种语言转换AST，也许是为了评估，简化或收集信息。Kiama支持重写，请参阅RewriterTests中的示例，并观看此视频。这是一个激发你胃口的片段：

// Test expression

val e = Mul (Num (1), Add (Sub (Var ("hello"), Num (2)), Var ("harold")))

// Increment every double

val incint = everywheretd (rule { case d : Double => d + 1 })

val r1 = Mul (Num (2), Add (Sub (Var ("hello"), Num (3)), Var ("harold")))

expect (r1) (rewrite (incint) (e))

请注意，Kiama会在类型系统之外执行此操作。

Answer 2

有趣的是，没有人添加镜头，因为他们是为这种东西制作的。所以，这里有一篇CS背景文件，这里有一篇博客，简要介绍了Scala中使用的镜头，这里是Scalaz的镜头实现，这里有一些使用它的代码，看起来非常像你的问题。而且，为了减少锅炉板，这是一个为案例类生成Scalaz镜头的插件。

对于奖励积分，这是另一个涉及镜头的SO问题，以及Tony Morris 的论文。

镜头的重要性在于它们是可组合的。所以一开始它们有点麻烦，但是你使用它们的次数越来越多。此外，它们非常适合测试，因为您只需要测试单个镜头，并且可以理所当然地将它们的成分视为理所当然。

因此，根据本答案末尾提供的实现，以下是您使用镜头的方法。首先，声明镜头以更改地址中的邮政编码和人员中的地址：

val addressZipCodeLens = Lens(

    get = (_: Address).zipCode,

    set = (addr: Address, zipCode: Int) => addr.copy(zipCode = zipCode))

val personAddressLens = Lens(

    get = (_: Person).address, 

    set = (p: Person, addr: Address) => p.copy(address = addr))

现在，组合它们以获得一个改变一个人的zipcode的镜头：

val personZipCodeLens = personAddressLens andThen addressZipCodeLens

最后，使用那个镜头来改变raj：

val updatedRaj = personZipCodeLens.set(raj, personZipCodeLens.get(raj) + 1)

或者，使用一些语法糖：

val updatedRaj = personZipCodeLens.set(raj, personZipCodeLens(raj) + 1)

甚至：

val updatedRaj = personZipCodeLens.mod(raj, zip => zip + 1)

以下是从Scalaz中获取的简单实现，用于此示例：

case class Lens[A,B](get: A => B, set: (A,B) => A) extends Function1[A,B] with Immutable {

  def apply(whole: A): B   = get(whole)

  def updated(whole: A, part: B): A = set(whole, part) // like on immutable maps

  def mod(a: A, f: B => B) = set(a, f(this(a)))

  def compose[C](that: Lens[C,A]) = Lens[C,B](

    c => this(that(c)),

    (c, b) => that.mod(c, set(_, b))

  )

  def andThen[C](that: Lens[B,C]) = that compose this

}