Scala宏开发：如何从WeakTypeTag获取完整类型信息生成正确Witness

1. 为什么泛型参数T1、T2会显示为占位符，而不是具体类型？ #

这不是编译期类型擦除导致的，根本原因是宏的展开时机和调用位置不对：

• 宏是在调用点所处的编译作用域即时展开的。你把Type2String[^^[T1, T2]]写在了case class ^^[T1, T2]的类体内部，这个代码位置的编译发生在类的定义阶段。此时T1、T2就是这个类自身声明的两个抽象类型参数，没有绑定任何具体的类型实参，宏通过WeakTypeTag拿到的Type结构里，这两个位置就是抽象类型的符号引用，直接调用toString自然就会输出符号本身的名字"T1"、"T2"。
• 等到你写val e1 = ^^[Int, String]()实例化类的时候，^^类的代码早已编译完成，对应的宏也已经在类定义阶段展开结束，根本不会在实例化阶段重新执行宏去捕获Int、String这些具体的类型值。最终拿到的Witness自然就是类定义阶段生成的、带占位符字符串的错误结果。

2. 如何修改代码拿到正确的shapeless.Witness.Aux[String("Int ^^ String")]？ #

需要从两个方向调整实现：

第一、修正宏内部的代码生成逻辑 #

你之前的宏实现存在两个bug，哪怕拿到了正确的类型，也生成不出合法的单例Witness：

• 之前的quasiquote写法q"shapeless.Witness.mkWitness[$str]($str)"中，$str会被解析为代码里的变量引用，不是字符串字面量常量，既不能生成单例的字面量类型，值的位置也不是合法的单例字符串。
• 拿到Type之后需要先做别名解引用，避免拿到的是类型符号的内部名而非可读的类型描述。

修正后的宏实现示例：

def apply[A: WeakTypeTag]: Tree = {
  // 先解类型别名，拿到完整的带实参的类型结构
  val targetType = weakTypeOf[A].dealias
  // 生成类型的字符串描述
  val strRepr = targetType.toString
  // 显式构造字符串字面量的常量树，保证生成的是单例类型
  val strLiteral = Literal(Constant(strRepr))
  q"shapeless.Witness.mkWitness[${strLiteral.tpe}]($strLiteral)"
}

第二、调整宏的调用位置，保证展开时能拿到具体的类型绑定 #

不能把宏调用直接放在泛型类的类体里引用类自身的抽象类型参数，否则宏永远只能拿到未绑定的占位符。可以通过两种方式让宏在“类型已经绑定具体实参”的上下文里展开：

• 方式一：直接在实例化位置调用宏，比如写Type2String[^^[Int, String]]，此时宏拿到的就是带完整实参的类型，生成的字符串就是"Int ^^ String"。
• 方式二：把类内部的wTSelf改成实例级的方法定义，让宏在方法被调用的位置捕获当前类型。比如：

  case class ^^[T1, T2]() {
    // 把val改成def，让宏在实际调用这个方法的位置展开
    final def wTSelf: Witness.Lt[String] = macro Macros.apply[^^[T1, T2]]
  }
  

  当你执行e1.wTSelf的时候，宏展开的位置已经处于e1: ^^[Int, String]的作用域，能拿到绑定了具体Int、String实参的完整类型结构，最终生成的Witness的单例值就会是"Int ^^ String"。

注意：如果保留原来的final val wTSelf = ...的写法，这个常量会在类构造时初始化，对应的宏还是会在类定义阶段展开，依然会拿到占位符的结果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者tribbloid