如何有效地处理 rust 中不同具体类型的泛型类型？

Question

主要目标是实现一个计算图，它处理带有值的节点和带有运算符的节点（想想简单的算术运算符，如加法、减法、乘法等）。 一个算子节点最多可以占用两个值节点，并“产生”一个结果值节点。

到目前为止，我使用枚举来区分值和操作符节点：

pub enum Node<'a, T> where T : Copy + Clone {
    Value(ValueNode<'a, T>),
    Operator(OperatorNode)
}

pub struct ValueNode<'a, T> {
   id: usize, 
   value_object : &'a dyn ValueType<T>
}

更新： Node::Value包含一个结构，它本身包含对特征 object ValueType的引用，该特征由各种具体类型实现。

但问题来了。 在编译期间，泛型类型将被省略，并由实际类型替换。 泛型T也在整个计算图中传播（显然）：

pub struct ComputationGraph<T> where T : Copy + Clone {
    nodes: Vec<Node<T>>
}

这实际上将ComputeGraph的使用限制为一个特定的ValueType 。

此外，通用类型T不能是Sized ，因为值节点可以是由 rust 不可用的不同后端处理的 opqaue 类型（想想通过 FFI 提供的 C opqaue 类型）。

这个问题的一个可能的解决方案是引入一个额外的枚举类型，它“镜像”上面提到的 valuetype 特征的具体实现。 这种方法与枚举调度类似。

有什么我没有想到要使用ValueType的多个实现的吗？

更新：

我想要实现的是以下代码：

pub struct Scalar<T> where T : Copy + Clone{
    data : T
}

fn main() {
   let cg = ComputeGraph::new();

   // a new scalar type. doesn't have to be a tuple struct   
   let a = Scalar::new::<f32>(1.0);

   let b_size = 32; 
   let b = Container::new::<opaque_type>(32);

   let op = OperatorAdd::new();

   // cg.insert_operator_node constructs four nodes: 3 value nodes  
   // and one operator nodes internally. 
   let result = cg.insert_operator_node::<Container>(&op, &a, &b);

} 

更新

ValueType<T>看起来像这样

pub trait ValueType<T> {
    fn get_size(&self) -> usize;
    fn get_value(&self) -> T;
}

更新

为了进一步提高我的问题的清晰度，请考虑一个由 OpenCL 支持的小型 BLAS 库。 memory 管理和设备交互对用户应该是透明的。 Matrix 类型在 OpenCL 设备上分配空间，类型为原始类型缓冲区，适当的调用将返回指向 memory 的特定区域的指针。 考虑一个将通过标量类型缩放矩阵的操作，它由原始值表示。 （指向）缓冲区和标量都可以传递给 kernel function。 回到ComputeGraph ，似乎很明显，所有 BLAS 操作都形成某种类型的计算图，可以简化为指令的线性列表（在这里考虑设置 kernel arguments，分配缓冲区，将 Z50484C19F1AFDAF38821AFDAF33 入队存储结果ETC... ）。 说了这么多，计算图需要能够存储各种类型的值节点。

Answer 1

与往常一样，问题中提出的问题的答案是显而易见的。 该图需要一种泛型类型（具有特征边界）。 正如问题中已经概述的那样，使用枚举来“聚集”各种子类型是解决方案。

一个例子来说明解决方案。 考虑以下“子类型”：

struct Buffer<T> {
   // fields
}

struct Scalar<T> {
   // fields
}

struct Kernel {
   // fields
}

包含类型的值可以打包到一个枚举中：

enum MemType {
   Buffer(Buffer<f32>);
   Scalar(Scalar<f32>);
   // more enum variants ..
}

现在MemType和Kernel现在也可以打包在一个枚举中

enum Node {
   Value(MemType);
   Operator(Kernel);
}

Node现在可以用作图中节点/顶点的主要类型。 该解决方案可能不是很优雅，但现在可以解决问题。 也许将来可能会进行一些代码重组。