types - 可以使用类型关联常量将数组大小参数泛化为函数吗？

Question

Rust 的类型系统不会对大小进行泛化，而是使用 type associated constants (Rust 1.20 中的新功能)我认为可以通过在类型上声明常量大小来实现这一点。

给定在 Rust 中对固定大小数组进行操作的函数，使用类型常量来声明采用任意数组大小或至少预定义大小范围 (1..32) 的函数是否可能/实用。

以这个小型数学 API 为例:

// Cut down example of a math API

// Could be changed at compile time, otherwise quite limiting.
pub const DIMS: usize = 3;

pub fn sq(a: f64) -> f64 { a }

pub fn len_squared_vnvn(v0: &[f64; DIMS], v1: &[f64; DIMS]) -> f64 {
    let mut d = 0.0;
    for j in 0..DIMS {
        d += sq(v0[j] - v1[j]);
    }
    return d;
}

fn imul_vn_fl(v0: &mut [f64; DIMS], f: f64) {
    for j in 0..DIMS {
        v0[j] *= f;
    }
}

能否将 DIMS 移动到类型关联常量，以便...

• imul_vn_fl 等函数可用于任意固定大小的数组。
• 支持传递原始固定大小数组类型，例如:[f64; SOME_CONSTANT_NUMBER] 或者，更可能的是，零成本转换为包装 [f64; #] 并定义了 DIMS 类型常量。
• 使用 std::convert::From/Into 避免在调用时显式地编写转换。
• 生成的代码应该与使用常量大小一样高效(无运行时大小检查)。

我正在想象这样的事情:

// this would be a macro to avoid re-writing for every size.
type f64v3 = u64;
impl VectorSize for f64v3 {
    const usize DIMS = 3;
}
// end macro

fn example() {
    let var: [f64; 3] = [0.0, 1.0, 2.0];
    imul_vn_fl(var, 0.5);

    // ...
}

Answer 1

关联常量的(当前？)限制是它们不能在泛型类型上调用。即，按照您的示例，使用关联的常量，您可以执行此操作:

trait VectorSize {
    const DIMS: usize;
}

impl VectorSize for u64 {
    const DIMS: usize = 3usize;
}

fn imul_vn_fl(v0: &mut [f64; u64::DIMS], f: f64) {
    for j in 0..u64::DIMS {
        v0[j] *= f;
    }
}

但您最终希望能够使 imul_vn_fl 通用并让它使用在您的类型上定义的 DIMS。这是关联常量仍然不足的地方(请参阅 https://github.com/rust-lang/rust/issues/29646 中的第一个“缺点”)

// this does not compile, unfortunately; T must be a concrete type
fn imul_vn_fl<T>(v0: &mut [f64; T::DIMS], f: f64) 
where
    T:VectorSize 
{
    for j in 0..T::DIMS {
        v0[j] *= f;
    }
}

playground