如何為結構體的引用實現 Add trait？

Question

我做了一個兩元素的Vector結構，我想重載+運算符。

我讓我的所有函數和方法都接受引用，而不是值，並且我希望+運算符以相同的方式工作。

impl Add for Vector {
    fn add(&self, other: &Vector) -> Vector {
        Vector {
            x: self.x + other.x,
            y: self.y + other.y,
        }
    }
}

根據我嘗試的變化，我要么遇到生命周期問題，要么出現類型不匹配。 具體來說， &self參數似乎沒有被視為正確的類型。

我在impl和Add上看到了帶有模板參數的示例，但它們只會導致不同的錯誤。

我發現如何為不同的 RHS 類型和返回值重載運算符？ 但是即使我use std::ops::Mul;答案中的代碼也不起作用use std::ops::Mul; 在頂部。

我每晚使用 rustc 1.0.0 (ed530d7a3 2015-01-16 22:41:16 +0000)

我不會接受“你只有兩個字段，為什么要使用參考”作為答案； 如果我想要一個 100 個元素的結構怎么辦？ 我會接受一個答案，該答案表明即使使用大型結構，我也應該按值傳遞，如果是這樣的話（不過我不認為是這樣。）我有興趣了解結構大小的良好經驗法則並通過值與結構傳遞，但這不是當前的問題。

Answer 1

您需要在&Vector而不是在Vector上實現Add 。

impl<'a, 'b> Add<&'b Vector> for &'a Vector {
    type Output = Vector;

    fn add(self, other: &'b Vector) -> Vector {
        Vector {
            x: self.x + other.x,
            y: self.y + other.y,
        }
    }
}

在其定義中， Add::add總是按值獲取self 。 但是引用和任何其他¹一樣是類型，因此它們也可以實現特征。 在引用類型上實現 trait 時， self的類型是引用； 引用是按值傳遞的。 通常，在 Rust 中按值傳遞意味着轉移所有權，但是當引用按值傳遞時，它們只是被復制（或者，如果它是可變引用，則重新借用/移動），並且不會轉移所指對象的所有權（因為引用首先不擁有其所指對象）。 考慮到所有這些， Add::add （和許多其他運算符）按值獲取self是有意義的：如果您需要獲取操作數的所有權，您可以直接在結構/枚舉上實現Add ，如果您不這樣做，您可以在引用上實現Add 。

在這里， self是&'a Vector類型，因為這是我們實現Add on 的類型。

請注意，我還指定了具有不同生命周期的RHS類型參數，以強調兩個輸入參數的生命周期無關的事實。

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¹實際上，引用類型的特殊之處在於您可以為在 crate 中定義的類型的引用實現特征（即，如果您被允許為T實現一個特征，那么您也可以為&T實現它）。 &mut T和Box<T>具有相同的行為，但對於U<T> ，通常情況並非如此，其中U未在同一個板條箱中定義。

Answer 2

如果要支持所有場景，必須支持所有組合：

• &T op U
• 頂部&U
• &T 操作 &U
• 托普

在 rust 中，這是通過內部宏完成的。

幸運的是，有一個Rust crate， impl_ops ，它還提供了一個宏來為我們編寫樣板：這個 crate 提供了impl_op_ex！ 宏，它生成所有組合。

這是他們的樣本：

#[macro_use] extern crate impl_ops;
use std::ops;

impl_op_ex!(+ |a: &DonkeyKong, b: &DonkeyKong| -> i32 { a.bananas + b.bananas });

fn main() {
    let total_bananas = &DonkeyKong::new(2) + &DonkeyKong::new(4);
    assert_eq!(6, total_bananas);
    let total_bananas = &DonkeyKong::new(2) + DonkeyKong::new(4);
    assert_eq!(6, total_bananas);
    let total_bananas = DonkeyKong::new(2) + &DonkeyKong::new(4);
    assert_eq!(6, total_bananas);
    let total_bananas = DonkeyKong::new(2) + DonkeyKong::new(4);
    assert_eq!(6, total_bananas);
}

更好的是，他們有一個impl_op_ex_commutative！ 如果您的運算符碰巧是可交換的，這也會生成參數反轉的運算符。