如何在特征綁定中指定`std :: ops :: Mul`的預期結果？

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);
}

...產生：

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`

我的解釋是，Rust無法保證具有特征Hilbert T類型具有std::ops::Mul的實現，其::Output類型等於T （一個Hilbert ）。

但是我知道（和/或希望要求）所有Hilbert都是這種情況，因此可以編寫g()類的函數。

我會覺得IMPL std::ops::Mul::Output為Hilbert ：

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

...但是這同時存在一些問題，即（a）我無法“部分實現”特征，並且將被迫為所有Hilberts生成函數Mul::mul()的泛型實現，但實際實現是Mul::mul()取決於Hilbert的具體實現； （b）似乎根本不允許我寫這個特征：

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 | | }
   | |_^

我如何說服Hilbert * f64 > Hilbert必須持有的Rust？

Answer 1

我如何說服Hilbert * f64 > Hilbert必須持有的Rust？

您添加一個以<T as Mul<f64>>::Output: Hilbert綁定的特征。 但是，這樣做將揭示設計中的其他問題：

1. Hilbert.dot()將第二個參數作為參考，而不是按值。 但是將相關行更改為(x * 2.0).dot(&x)會導致另一個錯誤： “期望的關聯類型，找到的類型參數” 。
2. 這是因為您將dot定義為Self ，但是您可能想要乘以Hilbert不同實現。 dot必須是通用的： fn dot<H: Hilbert>(&self, other: &H) -> f64;
3. 最終，借閱檢查器將命中： (x * 2.0).dot(&x)不允許您使用x兩次，因為mul會按值取值。 您要么必須添加綁定的Mul<&'a Self>才能傳遞參考（這會使用生命周期參數感染您的API），要么使x克隆（我認為可復制並不適用）。

將以上所有結果應用於此可工作的可編譯代碼：

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)
}

如果由於不同的Hilbert實現不需要交互Hilbert.dot不通用，則代碼可以稍微簡單一些（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，根據我對希爾伯特變換的了解，后一種情況似乎不太有用。