Rust 通用 linspace function

Question

我正在尝试实现一个通用的 function linspace：

pub fn linspace<T> (x0: T, xend: T, n: usize) -> Vec<T>
    where
        T: Sub<Output = T>
        + Add<Output = T>
        + Div<Output = T>
        + Clone
{

    let dx = (xend - x0) / ((n - 1) as T);

    let mut x = vec![x0; n];

    for i in 1..n {
        x[i] = x[i - 1] + dx;
    }

    x
}

到目前为止，我已经发现T必须实现Sub 、 Add 、 Div和Clone ，但现在我遇到了n as T语句的问题。

non-primitive cast: `usize` as `T`
let dx = (xend - x0) / ((n - 1) as T);
   |                   ^^^^^^^^^^^^^ an `as` expression can only be used to convert between primitive types or to coerce to a specific trait object

我知道 num crate，但我试图在没有外部 crate 的情况下实现这一点。 有解决方法吗？ 谢谢！

Answer 1

如果您想坚持标准库特征，您将需要使用TryInto ，并处理请求的转换可能会失败的事实，因为数字类型可能小于usize 。 这个版本的程序，添加了一些边界和.clone() ，编译：

use core::ops::Add;
use core::ops::Div;
use core::ops::Sub;
use std::fmt::Debug;

pub fn linspace<T>(x0: T, xend: T, n: usize) -> Vec<T>
where
    T: Sub<Output = T> + Add<Output = T> + Div<Output = T> + Clone + Debug,
    usize: TryInto<T>,
    <usize as TryInto<T>>::Error: Debug,
{
    let segments: T = (n - 1)
        .try_into()
        .expect("requested number of elements did not fit into T");
    let dx = (xend - x0.clone()) / segments;

    let mut x = vec![x0; n];

    for i in 1..n {
        x[i] = x[i - 1].clone() + dx.clone();
    }

    x
}

如果给定一个太大的n ，它会恐慌，例如如果T是u8并且n是1000 。

（顺便说一句，重复添加dx通常不是最好的方法，因为如果T是浮点类型，它会累积错误；最后一个元素不一定等于xend 。）

Answer 2

除非您将此作为学习练习，否则我建议您需要num_traits crate 的边界，它具有Float之类的特征，在这里会派上用场：

use num_traits::Float;

pub fn linspace<T: Float + TryFrom<usize>>(x0: T, xend: T, n: usize) -> Vec<T> {
    let dx = (xend - x0) / (n - 1).try_into().unwrap_or_else(|_| panic!());
    let mut x = vec![x0; n];
    for i in 1..n {
        x[i] = x[i - 1] + dx;
    }
    x
}

但现在我得到了错误：'f64' 没有实现特征'From'。

它未实现，因为存在无法精确表示为f64的usize值。 错误是让你决定如何处理这些。 如果遇到这样的值，我的代码会出现恐慌。

另外，我相信浮点加法会累积错误，因此基于乘法的计算可能是一个更好的主意：

pub fn linspace<T: Float + TryFrom<usize>>(x0: T, xend: T, n: usize) -> Vec<T> {
    let to_float = |i: usize| i.try_into().unwrap_or_else(|_| panic!());
    let dx = (xend - x0) / to_float(n - 1);
    (0..n).map(|i| x0 + to_float(i) * dx).collect()
}

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