Scala - 在編譯時強制實現向量的大小

Question

是否有可能強制在編譯時傳遞給方法的Vector的大小？我想模擬使用，看起來像這樣的空間中的點的集合，n維歐幾里德空間（這是我現在有）：

case class EuclideanPoint(coordinates: Vector[Double]) { 
    def distanceTo(desination: EuclieanPoint): Double = ??? 
} 

如果我有一個通過EuclideanPoint(Vector(1, 0, 0))創建一個座標，它是一個3D歐幾里德點。鑑於此，我想確保通過調用distanceTo傳遞的目標點具有相同的維度。

我知道我可以通過使用Tuple1到Tuple22做到這一點，但我要代表許多不同的幾何空間，我會寫22班每個空間，如果我有Tuple小號做到了 - 有沒有更好的辦法？

Answer 1

可以通過很多方式做到這一點，所有這些看起來都像Randall Schulz在評論中所描述的那樣。該Shapeless library提供了一個特別方便的實現，它可以讓你想這樣你會得到什麼很接近的東西：

import shapeless._ 

case class EuclideanPoint[N <: Nat](
    coordinates: Sized[IndexedSeq[Double], N] { type A = Double } 
) { 
    def distanceTo(destination: EuclideanPoint[N]): Double = 
    math.sqrt(
     (this.coordinates zip destination.coordinates).map { 
     case (a, b) => (a - b) * (a - b) 
     }.sum 
    ) 
} 

現在，你可以寫：

val orig2d = EuclideanPoint(Sized(0.0, 0.0)) 
val unit2d = EuclideanPoint(Sized(1.0, 1.0)) 

val orig3d = EuclideanPoint(Sized(0.0, 0.0, 0.0)) 
val unit3d = EuclideanPoint(Sized(1.0, 1.0, 1.0)) 

和：

scala> orig2d distanceTo unit2d 
res0: Double = 1.4142135623730951 

scala> orig3d distanceTo unit3d 
res1: Double = 1.7320508075688772 

但不是：

scala> orig2d distanceTo unit3d 
<console>:15: error: type mismatch; 
found : EuclideanPoint[shapeless.Nat._3] 
required: EuclideanPoint[shapeless.Nat._2] 
       orig2d distanceTo unit3d 
           ^

Sized附帶了許多不錯的功能，其中包括一些收集操作，攜帶長度的靜態保證。我們可以寫下例如：

val somewhere = EuclideanPoint(Sized(0.0) ++ Sized(1.0, 0.0)) 

並且在三維空間中有一個普通的老點。

Answer 2

你可以通過自然數的類型級別編碼來做一些你自己的事情，比如：http://apocalisp.wordpress.com/2010/06/08/type-level-programming-in-scala/。然後通過自然參數化你的Vector。不需要額外的依賴，但使用無形可能會更復雜。