rust - 为自定义特征提供一揽子特征实现

Question

我正在实现一个用于练习的快速几何 crate ，我想实现两个结构，Vector 和 Normal(这是因为标准向量和法线向量映射通过某些变换不同)。我已经实现了以下特征:

trait Components {
  fn new(x: f32, y: f32, z: f32) -> Self;
  fn x(&self) -> f32;
  fn y(&self) -> f32;
  fn z(&self) -> f32;
}

我还想将两个向量和两个法线相加，所以我的 block 看起来像这样:

impl Add<Vector> for Vector {
  type Output = Vector;
  fn add(self, rhs: Vector) -> Vector {
    Vector { vals: [
      self.x() + rhs.x(), 
      self.y() + rhs.y(), 
      self.z() + rhs.z()] }
  }
}

Normal 的 impl 几乎完全相同。我真正想要的是为每个实现 Components 的结构提供一个默认的 Add impl，因为通常，它们都会以相同的方式添加(例如，第三个结构称为 Point 会做同样的事情)。除了为 Point、Vector 和 Normal 编写三个相同的实现之外，还有其他方法可以做到这一点吗？可能看起来像这样的东西:

impl Add<Components> for Components {
  type Output = Components;
  fn add(self, rhs: Components) -> Components {
    Components::new(
      self.x() + rhs.x(), 
      self.y() + rhs.y(), 
      self.z() + rhs.z())
  }
}

其中“Components”会自动被适当的类型替换。我想我可以在宏中完成，但对我来说这似乎有点老套。

Answer 1

在 Rust 中，可以定义泛型 impl s，但是一致性规则有一些重要的限制。你想要一个 impl是这样的:

impl<T: Components> Add<T> for T {
  type Output = T;
  fn add(self, rhs: T) -> T {
    T::new(
      self.x() + rhs.x(), 
      self.y() + rhs.y(), 
      self.z() + rhs.z())
  }
}

不幸的是，这不会编译:

error: type parameter T must be used as the type parameter for some local type (e.g. MyStruct<T>); only traits defined in the current crate can be implemented for a type parameter [E0210]

为什么？假设你的 Components特征是公开的。现在，另一个 crate 中的类型可以实现 Components特征。该类型也可能会尝试实现 Add特征。谁实现Add应该赢，你的 crate 还是其他 crate 的？根据 Rust 当前的一致性规则，另一个 crate 获得此特权。

目前，唯一的选择是重复 impl s，就是使用宏。 Rust 的标准库在很多地方使用宏来避免重复 impl s(特别是对于原始类型)，所以你不必觉得脏! :P