Scala 3中如何为元组定义可用于上下文参数的ValueOf？

问题背景 #

ValueOf类型类可以在方法的上下文参数中获取单例类型的唯一实例，非单例类型会被编译器直接拒绝：

enum Color { case red, green, blue }
def singleInhabitantOf[T](using holder: ValueOf[T]): T = holder.value
println(singleInhabitantOf[Color.red.type] == Color.red) // 输出 true

但它存在局限——无法处理所有元素均为单例类型的元组，比如以下代码会编译失败：

singleInhabitantsOf[(Color.red.type, Color.blue.type)] // 编译错误

错误信息：No singleton value available for (Color.red, Color.blue); eligible singleton types for ValueOf synthesis include literals and stable paths.

尝试自定义ValuesOf类型别名适配元组，但编译器无法自动合成对应的上下文实例：

import scala.Tuple

type ValuesOf[T <: Tuple] <: Tuple = T match {
    case EmptyTuple => EmptyTuple
    case h *: t => ValueOf[h] *: ValuesOf[t]
}

def singleInhabitantsOf[T <: Tuple](using holder: ValuesOf[T]): Tuple = holder
singleInhabitantsOf[(Color.red.type, Color.blue.type)] // 编译错误：找不到ValuesOf类型的given实例

虽然summonAll[ValuesOf[(Color.red.type, Color.blue.type)]]可以正常运行，但用它实现的方法无法在签名阶段完成单例性检查，不符合需求。

解决方案 #

我们需要定义一个递归的类型类，并为元组的不同情况提供自动合成的given实例，这样就能在上下文参数中完成类型检查：

import scala.Tuple

// 定义支持元组的类型类
trait TupleValueOf[T <: Tuple] {
  def value: Tuple
}

object TupleValueOf {
  // 为空元组提供实例
  given emptyTupleValueOf: TupleValueOf[EmptyTuple] with {
    override def value: EmptyTuple = EmptyTuple
  }

  // 为非空元组递归合成实例：头部元素有ValueOf，尾部有TupleValueOf
  given nonEmptyTupleValueOf[H, T <: Tuple](
    using headValue: ValueOf[H],
    tailValue: TupleValueOf[T]
  ): TupleValueOf[H *: T] with {
    override def value: Tuple = headValue.value *: tailValue.value
  }
}

// 使用该类型类的方法
def singleInhabitantsOf[T <: Tuple](using tv: TupleValueOf[T]): Tuple = tv.value

现在测试代码可以正常编译运行：

enum Color { case red, green, blue }
println(singleInhabitantsOf[(Color.red.type, Color.blue.type)]) // 输出 (red,blue)

如果传入包含非单例类型的元组，编译器会直接报错，满足签名阶段检查的需求：

singleInhabitantsOf[(Color, Color.blue.type)] // 编译错误：无法找到ValueOf[Color]的given实例

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Readren