rust - Rust 是否支持具有运行时确定值的常量泛型类型？

Question

考虑 const-generic 数据结构的经典示例:方矩阵。

struct Matrix<T, const N: usize> {
    inner: [[T; N]; N]
}

我想返回一个结构体，其 const 参数是动态定义的:

fn read_matrix() -> ??? {
    let n: usize = todo!() // the N is decided dynamically
    let r: Box<Matrix<u8, {n}>> = todo!();
    r
}

但是:

• Rust 会提示 n不是常数
• 我无法编写合适的返回类型:fn read_matrix<const N: usize>() -> Matrix<u8, N>是不够的，因为它让调用者选择 N，我希望 N 在运行时确定。

我可以通过定义特征来解决第二个限制:

trait DynamiMatrix {
   fn size(&self) -> usize;
   fn some_method(&self);
   ...
}

impl<T, const N: usize> DynamicMatrix for Matrix<T,N> {
   fn size(&self) -> usize { N };
   fn some_method(&self){ ... }
   ...
}

但是，对于构造，我能尝试的最好的是:

fn read_array_pair() -> Box<dyn DynamicMatrix> {
  let n: usize = todo!();
  let m = Box::new(Matrix { inner: [[0; n]; n] });
  todo!(); // fill up m
  m
}

Rust 仍然会提示 n 不是常量。

有什么办法可以实现吗？如果可能而不回退到嵌套 Vec s，因为我希望我的平方不变量被强制执行？

Answer 1

Const 参数是有意设计的，以便它们在编译时始终是已知的。就像程序中有关类型的大多数信息一样，编译器会在运行时删除它们而不保留这些信息。所以简短的回答是否定的，而且不太可能在运行时直接指定这种 const 参数。

但是，创建可能包含编译时或运行时信息的通用结构有已知的解决方法，它们甚至早于 const 参数。

考虑 ndarray::ArrayBase 的这个简化定义:

pub struct ArrayBase<S, D> {
    /// Data buffer / ownership information. (If owned, contains the data
    /// buffer; if borrowed, contains the lifetime and mutability.)
    data: S,
    /// The lengths of the axes.
    dim: D,
    /// The element count stride per axis.
    strides: D,
}

此定义在其元素来源 S 及其维数D 上进行了参数化。 D，通常通过原语 Dim 实现, 那么在这两种情况下都是通用的:

• 对于固定数量的维度，例如 Array2 , D = Ix2 , 使用户能够传递 [usize; 2] 索引数组中的元素。
• 如果编译时维数未知，则有ArrayD，其中D = IxDyn用户可以将 Deref 的任何内容传递给 [usize] 进行索引。

结论是您可能有兴趣更改结构和特征的设计，以便将这些细节(无论是在编译时还是在运行时推断)编码为类型参数而不是 const 参数。