c++ - 通过 Rust 中的泛型类型进行编译时算术，类似于 C++？

Question

我刚刚学习 Rust，想编写使用泛型类型执行编译时算术的代码。

例如，在 C++ 中，我可以编写以下代码 (on Goldbolt):

#include <iostream>

template <int X>
struct Test {
    constexpr static int x = X;
};

template <int X1, int X2>
auto operator+(const Test<X1>&, const Test<X2>&) {
    return Test<X1 + X2>{};
}

int main() {
    const Test<4> a{};
    const Test<6> b{};
    const auto c = a + b;
    std::cout << c.x << '\n'; // prints 10
}

我尝试用 Rust ( on Playground ) 编写类似的代码:

use std::ops::Add;

pub struct Test<const X: u8>;

impl<const X: u8> Test<X> {
    pub fn x(&self) -> u8 { X }
}

impl<const X1: u8, const X2: u8> Add<Test<X2>> for Test<X1> {
    type Output = Test<{X1 + X2}>;
    fn add(self, rhs: Test<X2>) -> Test<{X1 + X2}> {
        Test::<{X1 + X2}>{}
    }
}

fn main() {
    let a: Test<4> = Test{};
    let b: Test<6> = Test{};
    let c = a + b;
    println!("{}", c::x());
}

...但这不会编译，因为常量操作中不能使用通用参数。这种事情用 Rust 根本不可能做到，还是我可以尝试另一种策略？

Answer 1

你可以做到，但是 const 泛型还没有完成，所以它目前需要一个夜间编译器和一个显式启用的功能:

#![feature(generic_const_exprs)]
#![allow(incomplete_features)]

use std::ops::Add;

pub struct Test<const X: u8>;

impl<const X: u8> Test<X> {
    pub fn x(&self) -> u8 { X }
}

impl<const X1: u8, const X2: u8> Add<Test<X2>> for Test<X1> where [(); (X1 + X2) as usize]: {
    type Output = Test<{X1 + X2}>;
    fn add(self, _rhs: Test<X2>) -> Test<{X1 + X2}> {
        Test::<{X1 + X2}>{}
    }
}

fn main() {
    let a: Test<4> = Test{};
    let b: Test<6> = Test{};
    let c = a + b;
    let Test::<10> = c;
    println!("{}", c.x());
}

(Permalink to playground)