如何使Rust功能更通用，更高效？

Question

我有一个有效的功能，但比我想要的更专业，并且效率低下，我想解决这个问题。

工作但有缺陷的功能：

fn iter_to_min<T>(i:T) -> i64 where T:Iterator<Item=String>{
    i.collect::<Vec<String>>()
        .iter()
        .flat_map(|s|s.split_whitespace())
        .map(str::trim)
        .map(str::parse::<i64>)
        .map(Result::unwrap)
        .min()
        .expect("No min found.")
}

我不喜欢这种实现的原因是：

• i64是硬编码的，我想为u64和其他返回类型重用此函数
• 它收集它的输入只是为了立即迭代它，效率很低（没有理由的堆分配）
• 在所有情况下，传递给flat_map的闭包可能不会被LLVM优化掉

最接近我的理想功能：

use std::str::FromStr;

fn iter_to_min<T,U>(i:T) -> U where T:Iterator<Item=String>,U: Ord+FromStr{
    i.flat_map(str::split_whitespace)
        .map(str::trim)
        .map(str::parse::<U>)
        .map(Result::unwrap)
        .min()
        .expect("No min found.")
}

我看到的问题是：

• 传递给str::split_whitespace的参数是一个String ，不会强制转换为str
• 传递给str::split_whitespace的参数不知道活得足够长
• Result::unwrap不会抱怨特性core::fmt::Debug没有为类型<U as core::str::FromStr>::Err

我认为，通过聪明的终身记谱法和特质要求，至少有两个可以修复，而且谁知道可能有三种方式去三。

使用一些建议修复的示例代码：

use std::io::BufRead;
use std::str::FromStr;
use std::fmt::Debug;

fn iter_to_min<T,U>(i:T) -> U where T:Iterator<Item=String>,U: Ord+FromStr, U::Err: Debug{
    i.collect::<Vec<String>>()
        .iter()
        .flat_map(|s|s.split_whitespace())
        .map(str::trim)
        .map(str::parse::<U>)
        .map(Result::unwrap)
        .min()
        .expect("No min found.")
}

fn main() {
    let a: Vec<_> = std::env::args().skip(1).collect();
    let m:i64 = if a.is_empty() {
        let s = std::io::stdin();
        let m = iter_to_min(s.lock().lines().map(Result::unwrap));
        m
    }else{
        iter_to_min(a.into_iter())
    };
    println!("{}", m);
}

Answer 1

不幸的是，在保持通用性和缺少分配时，没有办法做你想做的事。 原因是你需要有人拥有你的字符串数据，但是如果在拥有字符串的迭代器上执行flat_map(str::split_whitespace) ，那么就没有人可以保留这些拥有的字符串，因为str::split_whitespace只能借用字符串被调用。 但是，如果您将所有权“推”到调用链上，则您将无法完全通用并按值接受所拥有的字符串。

因此，有两种解决方案：将整个迭代器预收集到Vec<String> （或者将split_whitespace()产生的项分别转换为拥有的字符串并再次将它们收集到Vec ），或接受引用的迭代器。

这是我能想出的第一个解决方案中最通用的版本：

use std::str::FromStr;
use std::fmt::Debug;

fn iter_to_min<S, T, U>(i: T) -> U
    where S: Into<String>,
          T: IntoIterator<Item=S>,
          U: Ord + FromStr,
          U::Err: Debug
{
    i.into_iter()
        .map(Into::into)
        .collect::<Vec<_>>()
        .iter()
        .flat_map(|s| s.split_whitespace())
        .map(str::parse::<U>)
        .map(Result::unwrap)
        .min()
        .expect("No min found")
}

（ 在这里试试）

它与您的第一个基本相同，但更通用。 另请注意，您不需要在split_whitespace()之后修剪字符串的部分 - 后者将确保字符串的各个部分在其侧面没有空格。 Into<String>绑定允许一个传递&str和String迭代器，在后一种情况下，不会执行额外的副本。

或者，您可以将每行分成独立的字符串：

fn iter_to_min<S, T, U>(i: T) -> U
    where S: AsRef<str>,
          T: IntoIterator<Item=S>,
          U: Ord + FromStr,
          U::Err: Debug
{
    i.into_iter()
        .flat_map(|s| s.as_ref().split_whitespace().map(String::from).collect::<Vec<_>>())
        .map(|s| s.parse::<U>())
        .map(Result::unwrap)
        .min()
        .expect("No min found")
}

这里我们只需要从迭代器项中获取一个&str ，而不是String ，所以我使用了AsRef<str> 。 但是，每行不仅必须转换为String s序列; 由于与上述完全相同的原因，必须将此序列收集到一个向量中 - 否则将无法保持S类型的原始值不被破坏。

但它有可能避免.map(String::from).collect::<Vec<_>>()如果你愿意损失一些通用性，虽然。 这是我上面提到的第二个解决方案。 我们可以在引用上接受迭代器：

fn iter_to_min<'a, S: ?Sized, T, U>(i: T) -> U
    where S: AsRef<str> + 'a,
          T: IntoIterator<Item=&'a S>,
          U: Ord + FromStr,
          U::Err: Debug
{
    i.into_iter()
        .map(AsRef::as_ref)
        .flat_map(str::split_whitespace)
        .map(|s| s.parse::<U>())
        .map(Result::unwrap)
        .min()
        .expect("No min found")
}

（ 在这里试试）

粗略地说，现在S值由其他人拥有，并且它们的生命周期大于iter_to_min()的范围，因此您既不需要将每个部分转换为String也不需要将整个拆分结果收集到Vec<String> 。 但是，您将无法将Vec<String>传递给此函数; 你将能够通过vec.iter() ，但是：

let v: Vec<String> = vec!["0".into(), "1".into()];
iter_to_min(v.iter())

在所有这些示例中，我已将Iterator更改为IntoIterator - 这几乎总是您想要使用的而不仅仅是Iterator 。 例如，它允许您直接将集合传递给此类函数。 其次，我添加了U::Err: Debug条件，这是Result::unwrap工作所必需的。 最后，要修复“String not coercing to＆str`”的问题，你总是可以使用显式闭包和方法语法来为你做这种强制。

Answer 2

没有额外分配的解决方案

use std::str::FromStr;

fn iter_to_min<T, U>(i: T) -> Option<U>
    where T: Iterator<Item = String>,
          U: Ord + FromStr
{
    i.filter_map(|string| {
            string.split_whitespace()
                .map(str::trim)
                .map(str::parse::<U>)
                .filter_map(Result::ok)
                .min()
        })
        .min()
}