rust - 使用迭代器作为来自一个向量的函数的参数多次

Question

我正在尝试编写一些 Rust 代码来解码来自 SDR 接收器的 GPS 数据。我从文件中读取样本并将二进制数据转换为一系列复数，这是一个耗时的过程。然而，有时我想流式传输样本而不将它们保留在内存中(例如，一个非常大的文件仅以一种方式处理或直接从接收器获取样本)，而有时我想将整个数据集保留在内存中(例如，一个非常大的文件仅以一种方式处理)。一个小文件以多种不同的方式处理)，以避免重复解析二进制文件的工作。

因此，我想用迭代器编写尽可能通用的函数或结构，但我知道它们的大小没有限制，所以我需要将它们放在 Box 中。我本来希望这样的事情能够发挥作用。

这是我能想到的最简单的例子来演示相同的基本问题。

fn sum_squares_plus(iter: Box<Iterator<Item = usize>>, x: usize) -> usize {
    let mut ans: usize = 0;
    for i in iter {
        ans += i * i;
    }
    ans + x
}

fn main() {
    // Pretend this is an expensive operation that I don't want to repeat five times
    let small_data: Vec<usize> = (0..10).collect();

    for x in 0..5 {
        // Want to iterate over immutable references to the elements of small_data
        let iterbox: Box<Iterator<Item = usize>> = Box::new(small_data.iter());
        println!("{}: {}", x, sum_squares_plus(iterbox, x));
    }

    // 0..100 is more than 0..10 and I'm only using it once,
    // so I want to 'stream' it instead of storing it all in memory
    let x = 55;
    println!("{}: {}", x, sum_squares_plus(Box::new(0..100), x));
}

我尝试了几种不同的变体，但似乎都不起作用。在这种特殊情况下，我得到

error[E0271]: type mismatch resolving `<std::slice::Iter<'_, usize> as std::iter::Iterator>::Item == usize`
  --> src/main.rs:15:52
   |
15 |         let iterbox: Box<Iterator<Item = usize>> = Box::new(small_data.iter());
   |                                                    ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ expected reference, found usize
   |
   = note: expected type `&usize`
              found type `usize`
   = note: required for the cast to the object type `dyn std::iter::Iterator<Item = usize>`

我并不担心并发性，我很乐意让它在单个线程上按顺序工作，但并发解决方案将是一个很好的奖励。

Answer 1

您遇到的当前错误如下:

let iterbox:Box<Iterator<Item = usize>> = Box::new(small_data.iter());

您声明您想要一个返回 usize 的迭代器项目，但是 small_data.iter()是一个迭代器，返回对 usize 的引用项目(&usize)。这就是为什么您会收到错误“预期引用，发现使用”。 usize是一种可克隆的小型类型，因此您可以简单地使用 .cloned()迭代器适配器提供实际返回 usize 的迭代器。

let iterbox: Box<Iterator<Item = usize>> = Box::new(small_data.iter().cloned());

一旦克服了这个障碍，下一个问题是迭代器返回 small_data包含对 small_data 的引用。自 sum_squares_plus被定义为接受 Box<Iterator<Item = usize>> ，该签名暗示 Iterator盒子内的特征对象有一个 'static生命周期。您提供的迭代器不会，因为它借用了 small_data 。要解决此问题，您需要调整 sum_squares_plus定义为

fn sum_squares_plus<'a>(iter: Box<Iterator<Item = usize> + 'a>, x: usize) -> usize

注意 'a生命周期注释。然后应该编译代码，但除非存在除此处明确定义之外的一些约束，否则更惯用和更有效的方法是避免使用特征对象和关联的分配。下面的代码应该使用静态调度来工作，而不需要任何特征对象。

fn sum_squares_plus<I: Iterator<Item = usize>>(iter: I, x: usize) -> usize {
    let mut ans: usize = 0;
    for i in iter {
        ans += i * i;
    }
    ans + x
}

fn main() {
    // Pretend this is an expensive operation that I don't want to repeat five times
    let small_data: Vec<usize> = (0..10).collect();

    for x in 0..5 {
        println!("{}: {}", x, sum_squares_plus(small_data.iter().cloned(), x));
    }

    // 0..100 is more than 0..10 and I'm only using it once,
    // so I want to 'stream' it instead of storing it all in memory
    let x = 55;
    println!("{}: {}", x, sum_squares_plus(Box::new(0..100), x));
}