Scala2中用隐式实现匹配类型：逆变标记引发的问题及修复

当给FnUnpack添加逆变标记-F后，其类型子关系发生了本质变化：若F1 <: F2，则FnUnpack[F2] <: FnUnpack[F1]。这意味着，当你请求FnUnpack[Int => String]类型的隐式实例时，编译器可以匹配任何FnUnpack[F]（只要Int => String <: F，因为FnUnpack[F]是FnUnpack[Int => String]的子类型，可向上转型）。

结合Function1[-A, +B]的子类型规则，Int => String <: F等价于F是某个I => O，其中：

• I <: Int（Function1的输入参数是逆变的，更宽泛的输入类型能兼容更窄的输入）
• String <: O（Function1的输出参数是协变的，更窄的输出类型能兼容更宽泛的输出）

编译器会选择最一般化的类型推断结果：I=Nothing（所有类型的子类型，满足I <: Int）、O=Any（所有类型的超类型，满足String <: O），最终导致u.II被推断为Nothing，无法通过u.II =:= Int的校验。

而原代码无逆变标记时，FnUnpack是不变类型，只有FnUnpack[Int => String]本身能匹配请求，编译器只能推断I=Int、O=String，因此可以正常工作。

方案1：添加精确类型等式约束 #

通过=:=约束强制隐式实例中的I => O严格等于目标F类型，避免编译器选择过于宽泛的I和O：

{
  trait FnUnpack[-F <: Function1[?, ?]] {
    type II
    type OO
  }

  object FnUnpack {
    implicit def only[F <: Function1[?, ?], I, O](implicit ev: F =:= (I => O)): FnUnpack[F] { type II = I; type OO = O } =
      null
  }

  val u = summon[FnUnpack[Int => String]]
  summon[u.II =:= Int] // 编译通过
}

这个约束确保F必须精确等于I => O，因此请求FnUnpack[Int => String]时，I只能是Int，O只能是String，u.II自然被推断为Int。

方案2：分离类型解析逻辑 #

将函数类型的输入输出解析逻辑放到独立的不变类型类中，避免逆变对类型推断的干扰：

{
  trait Function1Shape[F <: Function1[?, ?]] {
    type In
    type Out
  }

  object Function1Shape {
    implicit def define[I, O]: Function1Shape[I => O] { type In = I; type Out = O } = null
  }

  trait FnUnpack[-F <: Function1[?, ?]] {
    type II = Function1Shape[F]#In
    type OO = Function1Shape[F]#Out
  }

  object FnUnpack {
    implicit def instance[F <: Function1[?, ?]](implicit shape: Function1Shape[F]): FnUnpack[F] = null
  }

  val u = summon[FnUnpack[Int => String]]
  summon[u.II =:= Int] // 编译通过
}

这里Function1Shape作为不变类型类负责精确解析函数类型，FnUnpack依赖它获取类型成员，既保留了逆变特性，又保证了类型推断的准确性。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者tribbloid