如何在特征绑定中指定`std :: ops :: Mul`的预期结果？

Question

我有：

use std::ops::{Add, Div, Mul, Neg, Sub};

pub trait Hilbert: Add + Sub + Mul + Div + Neg + Mul<f64> + Div<f64> + Sized {
    fn dot(&self, other: &Self) -> f64;
    fn magnitude(&self) -> f64;
}

fn g<T: Hilbert>(x: T) -> f64 {
    return (x * 2.0).dot(x);
}

...产生：

error[E0599]: no method named `dot` found for type `<T as std::ops::Mul<f64>>::Output` in the current scope
 --> src/main.rs:9:22
  |
9 |     return (x * 2.0).dot(x);
  |                      ^^^
  |
  = help: items from traits can only be used if the trait is implemented and in scope
  = note: the following trait defines an item `dot`, perhaps you need to implement it:
          candidate #1: `Hilbert`

我的解释是，Rust无法保证具有特征Hilbert T类型具有std::ops::Mul的实现，其::Output类型等于T （一个Hilbert ）。

但是我知道（和/或希望要求）所有Hilbert都是这种情况，因此可以编写g()类的函数。

我会觉得IMPL std::ops::Mul::Output为Hilbert ：

impl<T: Hilbert> Mul<f64> for T {
    type Output = T;
}

...但是这同时存在一些问题，即（a）我无法“部分实现”特征，并且将被迫为所有Hilberts生成函数Mul::mul()的泛型实现，但实际实现是Mul::mul()取决于Hilbert的具体实现； （b）似乎根本不允许我写这个特征：

error[E0210]: type parameter `T` must be used as the type parameter for some local type (e.g. `MyStruct<T>`); only traits defined in the current crate can be implemented for a type parameter
  --> src/main.rs:12:1
   |
12 | / impl<T: Hilbert> Mul<f64> for T {
13 | |     type Output = T;
14 | | }
   | |_^

我如何说服Hilbert * f64 > Hilbert必须持有的Rust？

Answer 1

我如何说服Hilbert * f64 > Hilbert必须持有的Rust？

您添加一个以<T as Mul<f64>>::Output: Hilbert绑定的特征。 但是，这样做将揭示设计中的其他问题：

1. Hilbert.dot()将第二个参数作为参考，而不是按值。 但是将相关行更改为(x * 2.0).dot(&x)会导致另一个错误： “期望的关联类型，找到的类型参数” 。
2. 这是因为您将dot定义为Self ，但是您可能想要乘以Hilbert不同实现。 dot必须是通用的： fn dot<H: Hilbert>(&self, other: &H) -> f64;
3. 最终，借阅检查器将命中： (x * 2.0).dot(&x)不允许您使用x两次，因为mul会按值取值。 您要么必须添加绑定的Mul<&'a Self>才能传递参考（这会使用生命周期参数感染您的API），要么使x克隆（我认为可复制并不适用）。

将以上所有结果应用于此可工作的可编译代码：

pub trait Hilbert: Add + Sub + Mul + Div + Neg + Mul<f64> + Div<f64> + Sized {
    fn dot<H: Hilbert>(&self, other: &H) -> f64;
    fn magnitude(&self) -> f64;
}

fn g<T: Hilbert + Clone>(x: T) -> f64
where
    <T as Mul<f64>>::Output: Hilbert,
{
    (x.clone() * 2.0).dot(&x)
}

如果由于不同的Hilbert实现不需要交互Hilbert.dot不通用，则代码可以稍微简单一些（就特征界限而言）：

pub trait Hilbert:
    Add + Sub + Mul + Div + Neg + Mul<f64, Output = Self> + Div<f64, Output = Self> + Sized
{
    fn dot(&self, other: &Self) -> f64;
    fn magnitude(&self) -> f64;
}

fn g<T: Hilbert + Clone>(x: T) -> f64 {
    (x.clone() * 2.0).dot(&x)
}

但是，根据我对希尔伯特变换的了解，后一种情况似乎不太有用。