Scala中Trait如何定义返回其子类型的方法？

现有Scala trait及子类定义如下：

@ trait Foo {
    def withStuffAdded(str: String): Foo
  } 
defined trait Foo

@ class X(val str: String) extends Foo { 
    override def withStuffAdded(s: String): Foo = new X(str + s)
  } 
defined class X

尝试定义函数something时触发编译错误：

@ def something(x: X): X = x.withStuffAdded("something") 
cmd3.sc:1: type mismatch;
 found   : ammonite.$sess.cmd1.Foo
 required: ammonite.$sess.cmd2.X
def something(x: X): X = x.withStuffAdded("something")
                                         ^
Compilation Failed

报错原因是withStuffAdded声明返回Foo类型，但我们需要它返回调用者的实际子类型（如X），以满足函数something的返回值要求。

使用**F-bounded多态（自类型参数）**修改Foo的定义，让trait能够引用自身的子类型，从而让withStuffAdded返回具体子类型：

修改后的Trait定义 #

@ trait Foo[Self <: Foo[Self]] {
    def withStuffAdded(str: String): Self
  }
defined trait Foo

调整子类X的实现 #

@ class X(val str: String) extends Foo[X] { 
    override def withStuffAdded(s: String): X = new X(str + s)
  }
defined class X

验证函数编译 #

此时重新定义something即可正常通过编译：

@ def something(x: X): X = x.withStuffAdded("something")
defined function something

• 给Foo添加自类型参数Self，并通过<: Foo[Self]限制该参数必须是Foo的子类，强制子类继承时传入自身作为类型参数。
• 将withStuffAdded的返回类型改为Self，这样子类实现时可以返回自身类型，编译器能准确识别返回值的具体类型，消除类型不匹配的错误。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Kevin Meredith