条件付きの継承・ミックスイン

Question

trait Show {
    def show :String
}

class Pair[A <: Show](val _1 :A, val _2 :A) extends Show {
    def show :String = {
        "Pair(" ++ this._1.show ++ ", " ++ this._2.show ++ ")"
    }
}

この時、「AがShowのインスタンスでないとPair[A]は存在しない」わけですが、「どんなAでも常にPair[A]は存在するがAがShowのインスタンスである時のみPair[A]もShowのインスタンスである」ってしたいです。
ここでいうインスタンスとは、オブジェクト指向でいうインスタンスの事ではなく、関数型でいうところのインスタンスの事です。

Haskellで言えば、

instance Show a => Show (Pair a)

みたいなことをしたいです。

Answer 1

Haskellの型クラス機能はScalaではimplicitという機能で実装できます。
具体的には以下のようになります。

// Show型クラス
trait Show[T] {
  def show(value: T): String
}

case class Pair[A](_1: A, _2: A)

// 型クラスのPair型インスタンス
// implicitでTのShowインスタンスが存在するときのみPairもShowであることが保証される
implicit def pairShowable[T](implicit showT: Show[T]) = new Show[Pair[T]] {
  override def show(value: Pair[T]): String = s"_1: ${showT.show(value._1)}, _2: ${showT.show(value._2)}"
}

case class CanShow(value: String)

// 型クラスをCanShow型にインスタンス化
implicit def canShowAble = new Show[CanShow] {
  override def show(value: CanShow): String = value.value
}

case class CantShow(value: String)

// Show型クラスのインスタンスのみを扱える関数
def show[T](value: T)(implicit showable: Show[T]) = println(showable.show(value))

// Showインスタンスが存在してもしなくてもPairは定義できる
val showPair = Pair(CanShow("a"), CanShow("b")) 
val ordinalPair = Pair(CantShow("a"), CantShow("b"))

show(showPair) // => _1: a, _2: b
show(ordinalPair) // CantShowのShowインスタンスが見つからないためコンパイルエラー

またこの話題についてはScalaの関数型ライブラリであるCatsの記事が詳しいです。
https://typelevel.org/cats/typeclasses.html

上の記事の日本語訳です
https://qiita.com/KtheS/items/ccd769de7977a61fd1a4