“多态”返回的 Rust 特征的简单组织

Posted 2023-02-22

【中文标题】“多态”返回的 Rust 特征的简单组织

【英文标题】：Simple organization of Rust traits for "polymorphic" return

【发布时间】：2017-05-12 03:34:17

【问题描述】：

我有一个名为Frame 的基本结构，它对大量计算很有用：。

pub struct Frame<T> 
    grid_val: Vec<T>,
    grid_space: Vec<[T; 2]>,
    calculated_result: Option<Vec<T>>

Frame可以用来描述最基本的计算，但有时会出现更复杂的问题，我需要添加更多的几何信息。所以我对每个几何图形都使用了合成：

pub struct Sphere<T> 
    grid: Frame<T>,
    radius: T


pub struct Hyperbola<T> 
    top_grid: Frame<T>,
    bottom_grid: Frame<T>,
    internal_angle: T

现在我为Sphere 提供了一个Algorithm 的工作实现：

pub trait Algorithm<T> 
    fn calculate_something(&self) -> Result<Sphere<T>, Error>


impl Algorithm<T> for Hyperbola 
    // do things with top_grid, bottom_grid, and internal_angle


impl Algorithm<T> for Sphere 
    // do things with grid and radius

这会填写calculated_result 并返回一个新的Sphere。它是这样实现的，因为Algorithm 需要使用额外的几何信息来计算calculated_result — 从语义上讲，它是几何上的实现更有意义，其结果恰好与一个或多个@987654332 相关联@s.

我想为Hyperbola 实现相同的Algorithm。事实上，它非常接近相同，并且 trait 相同是有意义的，但它返回 Sphere<T> 是没有意义的。

我知道我可以添加另一个特征，例如 GeometricObject 并添加另一层构图，但这似乎太过分了。我想我可以使用Box，但这似乎很笨拙。

我还想过让 calculate_something 返回一个 Vec<T> 以手动插入到正在使用的任何结构中，但是返回调用该方法的相同结构类型的人体工程学被破坏了（这在公共 impl/trait）。

我怎样才能在不把它的特征完全降低的情况下把它组织起来？

【参考方案1】：

看来你想要一个关联类型：

pub trait Algorithm<T> 
    type Output;

    fn calculate_something(&self) -> Result<Self::Output, Error>;


impl<T> Algorithm<T> for Sphere<T> 
    type Output = Sphere<T>;

    fn calculate_something(&self) -> Result<Self::Output, Error> 
        unimplemented!()
    


impl<T> Algorithm<T> for Hyperbola<T> 
    type Output = Hyperbola<T>;

    fn calculate_something(&self) -> Result<Self::Output, Error> 
        unimplemented!()
    

The Rust Programming Language 中的关联类型 are described in detail。我强烈建议通读整本书以熟悉 Rust 必须提供的功能类型。

另一种解决方案是在 trait 上定义另一个泛型类型：

pub trait Algorithm<T, Out = Self> 
    fn calculate_something(&self) -> Result<Out, Error>;


impl<T> Algorithm<T> for Sphere<T> 
    fn calculate_something(&self) -> Result<Sphere<T>, Error> 
        unimplemented!()
    


impl<T> Algorithm<T> for Hyperbola<T> 
    fn calculate_something(&self) -> Result<Hyperbola<T>, Error> 
        unimplemented!()
    

然后你需要决定When is it appropriate to use an associated type versus a generic type?

【讨论】：

太令人兴奋了！我并没有真正理解这本书的那部分，因为我还没有准备好，但现在我有了一些很好的背景。