generics - 如何在 Rust 中正确设置通用集合类型

Question

我正在尝试测试 FreeBSD 12 下 Rust 1.39 中的一些语言功能，并将其与 Free Pascal 3.0.4 进行比较，以获取由字符串键寻址的 2D 点的简单通用点集合。不幸的是，泛型类型声明的代码不会在很早的状态下编译并停止:

error[E0106]: missing lifetime specifier
  --> src/main.rs:11:31
   |
11 |     type TPointMap = BTreeMap<&TString, TPoint>;
   |     

我该如何重写 Rust 代码？

详细信息:

为了测试语言行为，我用 Rust 和 Pascal 编写了两个小程序，“在语法上”处理相同的上下文。 Pascal 程序是一个简单的声明:

1. 一些普通类型、记录类型和通用 map 容器，
2. 将用于定义一个点，将该点存储在新分配的 map 中，
3. 通过按键查找点并将数据写入STDIO
4. 终于释放了 map 。

program test;
uses fgl; { Use the free pascal generics library }
type
   TDouble   = Double; { Define a 64 bit float } 
   TString   = String; { Define a string type  } 
   TPoint    = record  { Define a point record }
                  X : TDouble; { Coordinate X }
                  Y : TDouble; { Coordinate Y }
               end; 
   { Define a map of points with strings as key }
   TPointMap = specialize TFPGMap<TString, TPoint>;

{ Test program } 
var
   map   : TPointMap; { Declare the map variable }
   point : TPoint;    { Declare a point variable }
   found : TPoint;    { Varaiable for a found point }
   key   : TString;   { Variable to address the point in the map } 
begin
   map := TPointMap.create; { Allocate a new ma container }
   with point do begin      { Set the point variable }
      x := 1.0; y := 2.0;
   end;
   key := '123';              { Set the key address to '123'  }
   map.add(key,point);        { Store the point in the map }

   { Search the point an write the result in the rusty way }
   case map.TryGetData(key, found)  of
     true  : writeln('X: ',found.X:2;, ' Y:', found.Y:2:2);
     false : writeln('Key ''',key,''' not found');
   end;
   map.free;  { De-allocate the map }
   { Plain types are de-allocated by scope }
end.   

程序编译并给出:

$ ./main 
X: 1.00 Y:2.00

这是我错误的 Rust 版本的代码:

use std::collections::BTreeMap; // Use a map from the collection 

type TDouble = f64; // Define the 64 bit float type
type TString = str; // Define the string type
struct TPoint {     // Define the string type
    x: TDouble,     // Coordinate X
    y: TDouble,     // Coordinate Y
}

// Define a map of points with strings as key 
type TPointMap = BTreeMap<&TString, TPoint>;

// Test program
fn main() {
    let point = TPoint { x: 1.0, y: 2.0 }; // Declare and define the point variable
    let mut map = TPointMap::new();        // Declare the map and allocate it
    let key: TString = "123";              // Declare and define the address of point 
    map.insert(&key, point);               // Add the point to the map 
    // search the point and print it
    match map.get(&key) {
        Some(found) => println!("X: {} Y: {}", found.X, found.y),
        None => println!("Key '{}' not found", key),
    }
   // map is de-allocated by scope
}

备注:我知道由于借用和所有权概念，某些代码行不能在 Rust 代码中使用。该行

 match map.get(&key)...

就是其中之一。

Answer 1

为了大致相当于 freepascal 版本， TString 可能应该是 String 而不是 str 。 freepascal 字符串是 ( depending on some flags ) 一个指针、一个长度和一个堆分配的字符数组。这(几乎)正是 String。 str 只是字符数组并且未调整大小，因此它始终必须位于某种(胖)指针后面。

完成更改后，只需执行一些其他操作即可修复代码。 TPointMap 需要一个生命周期参数，因为它使用引用类型。引用的生命周期必须来自某个地方，因此我们在该生命周期中将 TPointMap 设为通用。

type TPointMap<'a> = BTreeMap<&'a TString, TPoint>;

如果您的用例允许，您也可以考虑简单地使用 BTreeMap<TString, TPoint>。

我们需要进行一些转换来声明 key: TString 。字符串文字的类型为 'static str ，但有一个简单的 to_string 方法可以将它们转换为 String 。

let key: TString = "123".to_string(); 

最后，found.X 中有一个拼写错误。

Some(found) => println!("X: {} Y: {}", found.x, found.y),

总而言之，我们有

use std::collections::BTreeMap; // Use a map from the collection

type TDouble = f64; // Define the 64 bit float type
type TString = String; // Define the string type
struct TPoint {
    // Define the string type
    x: TDouble, // Coordinate X
    y: TDouble, // Coordinate Y
}

// Define a map of points with strings as key
type TPointMap<'a> = BTreeMap<&'a TString, TPoint>;

// Test program
fn main() {
    let point = TPoint { x: 1.0, y: 2.0 }; // Declare and define the point variable
    let mut map = TPointMap::new(); // Declare the map and allocate it
    let key: TString = "123".to_string(); // Declare and define the address of point
    map.insert(&key, point); // Add the point to the map
                             // search the point and print it
    match map.get(&key) {
        Some(found) => println!("X: {} Y: {}", found.x, found.y),
        None => println!("Key '{}' not found", key),
    }
    // map is de-allocated by scope
}

(playground)

另请参阅 What are the differences between Rust's String and str ?