iterator - 如何为简单结构实现 Iterator 和 IntoIterator？

Question

如何为以下结构实现 Iterator 和 IntoIterator 特征？

struct Pixel {
    r: i8,
    g: i8,
    b: i8,
}

我已经尝试了以下各种形式但没有成功。

impl IntoIterator for Pixel {
    type Item = i8;
    type IntoIter = Iterator<Item=Self::Item>;

    fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
        [&self.r, &self.b, &self.g].into_iter()
    }
}

这段代码给我一个编译错误

error[E0277]: the trait bound `std::iter::Iterator<Item=i8> + 'static: std::marker::Sized` is not satisfied
 --> src/main.rs:7:6
  |
7 | impl IntoIterator for Pixel {
  |      ^^^^^^^^^^^^ the trait `std::marker::Sized` is not implemented for `std::iter::Iterator<Item=i8> + 'static`
  |
  = note: `std::iter::Iterator<Item=i8> + 'static` does not have a constant size known at compile-time
  = note: required by `std::iter::IntoIterator`

Answer 1

您的迭代器类型是 Iterator<Item = Self::Item> ，但是Iterator是一种特质。特征由结构实现，它们本身并不存在。您还可以有一个引用特征对象 (&Iterator)、一个盒装特征对象 (Box<Iterator>) 或一个匿名特征实现 (impl Iterator)，所有这些都有已知的大小。

相反，我们创建一个 PixelIntoIterator具有已知大小并实现 Iterator本身:

struct Pixel {
    r: i8,
    g: i8,
    b: i8,
}

impl IntoIterator for Pixel {
    type Item = i8;
    type IntoIter = PixelIntoIterator;

    fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
        PixelIntoIterator {
            pixel: self,
            index: 0,
        }
    }
}

pub struct PixelIntoIterator {
    pixel: Pixel,
    index: usize,
}

impl Iterator for PixelIntoIterator {
    type Item = i8;
    fn next(&mut self) -> Option<i8> {
        let result = match self.index {
            0 => self.pixel.r,
            1 => self.pixel.g,
            2 => self.pixel.b,
            _ => return None,
        };
        self.index += 1;
        Some(result)
    }
}

fn main() {
    let p = Pixel {
        r: 54,
        g: 23,
        b: 74,
    };
    for component in p {
        println!("{}", component);
    }
}

这有返回实际 i8 的好处s，不是引用。由于这些很小，您还不如直接通过它们。

这消耗了 Pixel .如果您引用了 Pixel ，您还需要实现一个不使用它的迭代器:

impl<'a> IntoIterator for &'a Pixel {
    type Item = i8;
    type IntoIter = PixelIterator<'a>;

    fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
        PixelIterator {
            pixel: self,
            index: 0,
        }
    }
}

pub struct PixelIterator<'a> {
    pixel: &'a Pixel,
    index: usize,
}

impl<'a> Iterator for PixelIterator<'a> {
    type Item = i8;
    fn next(&mut self) -> Option<i8> {
        let result = match self.index {
            0 => self.pixel.r,
            1 => self.pixel.g,
            2 => self.pixel.b,
            _ => return None,
        };
        self.index += 1;
        Some(result)
    }
}

如果您想支持创建消费迭代器和非消费迭代器，您可以实现这两个版本。您始终可以引用 Pixel你拥有，所以你只需要非消费变体。但是，拥有一个消费版本通常很好，这样您就可以返回迭代器而不必担心生命周期。

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it'd be much more convenient to write this by reusing iterators that already exists, e.g., with [T; 3]

从 Rust 1.51 开始，您可以利用 array::IntoIter :

impl IntoIterator for Pixel {
    type Item = i8;
    type IntoIter = std::array::IntoIter<i8, 3>;

    fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
        std::array::IntoIter::new([self.r, self.b, self.g])
    }
}

在以前的版本中，这可能有点傻，但您可以通过将一些现有类型粘合在一起并使用 impl Iterator 来避免创建自己的迭代器类型。 :

use std::iter;

impl Pixel {
    fn values(&self) -> impl Iterator<Item = i8> {
        let r = iter::once(self.r);
        let b = iter::once(self.b);
        let g = iter::once(self.g);
        r.chain(b).chain(g)
    }
}