rust - 在 Rust 中设置结构构造函数的类型

Question

我在 Rust 中有一个支持通用元素数据类型的矩阵数据类型。

pub struct Matrix<T> {
    data: Vec<T>,  // row-major storage
    nrows: usize,
    ncols: usize,
}

我想创建一系列不同的矩阵构造函数，例如 zero 和 eye，它们分别输出零矩阵和单位矩阵。标准的 Matrix::new() 构造函数很简单:

impl<T> Matrix<T> {
    pub fn new(data: Vec<T>, nrows: usize, ncols: usize) -> Matrix<T> {
        assert!(data.len() == nrows*ncols);

        Matrix { data: data, nrows: nrows, ncols: ncols }
    }
}

基础类型 T 是从初始化向量的类型推断出来的。但是，当我尝试编写 Matrix::zero() 构造函数时，我遇到了如何推断类型的问题，因为我想传递的唯一参数是大小。

impl<T> Matrix<T> {
    pub fn zero(nrows: usize, ncols: usize) -> Matrix<T>
    where T : Clone
    {
        let data: Vec<T> = vec![0; nrows*ncols];
        Matrix::new(data, nrows, ncols)
    }
}

尝试编译会导致错误消息:

error[E0308]: mismatched types                                                                                                                
  --> src/tools.rs:39:33                                                                                                                      
   |                                                                                                                                          
39 |         let data: Vec<T> = vec![0; nrows*ncols];                                                                                         
   |                                 ^ expected type parameter, found integral variable                                                       
   |                                                                                                                                          
   = note: expected type `T`                                                                                                                  
              found type `{integer}`     

我尝试了 0 as T 和 T::from(0) 但这些都没有解决问题。 (老实说，我还不明白为什么。)一种可能的解决方案是将函数定义更改为 zero(_value: T, nrows: usize, ncols: usize) 并构造数据向量通过 vec![_value; ...] 但这似乎很奇怪。

无论我的最终目标是能够简单地编写什么解决方案，

let a: Matrix<f32> = Matrix::zero(nrows, ncols);
// ... or ...
let b = Matrix<f32>::zero(nrows, ncols);
// ... or ...
let c = Matrix::zero<f32>(nrows, ncols);
// ... or something else?

Answer 1

您可能想使用 num crate，它为这种情况添加了特征。

类似于:

extern crate num;
use num::Zero;

impl<T> Matrix<T> {
    pub fn zero(nrows: usize, ncols: usize) -> Matrix<T>
    where T : Clone + Zero
    {
        let data: Vec<T> = vec![T::zero(); nrows*ncols];
        Matrix::new(data, nrows, ncols)
    }
}

可能会起作用，因为它将您的矩阵类型定义为受实现 num::Zero 特征的类型限制。这是在所有整数和浮点基元上实现的，也可以为自定义类型实现。

如果你不想导入 num crate，你可以像下面这样手动定义这个特性，尽管它需要你自己为原语实现它。

trait Zero {
    fn zero() -> Self;
}
impl Zero for f32 {
    fn zero() -> Self {
        0.0
    }
}
...