generics - 为什么需要实现 Add 来添加两个具有特征 Num 的变量？

Question

我有一个名为 add_vec 的函数.它需要两个向量并创建一个新向量，方法是对压缩向量中的一对元素执行逐元素相加。

extern crate num;
use num::traits::Num;

fn add_vec<N: Num>(v1s: Vec<N>, v2s: Vec<N>) -> Vec<N> {
    let mut v3s = Vec::new();
    for (v1, v2) in v1s.iter().zip(v2s.iter()) {
        v3s.push(v1 + v2)
    }
    v3s
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::add_vec;
    #[test]
    fn it_works() {
        let v1s = vec![1, 0, 3];
        let v2s = vec![0, 1, 1];
        let v3s = add_vec(v1s, v2s);
        assert_eq!(v3s, vec![1, 1, 4]);
    }
}

问题是我最终收到以下错误消息:

error[E0369]: binary operation `+` cannot be applied to type `&N`
  --> src/lib.rs:14:18
   |
14 |         v3s.push(v1 + v2)
   |                  ^^
   |
note: an implementation of `std::ops::Add` might be missing for `&N`
  --> src/lib.rs:14:18
   |
14 |         v3s.push(v1 + v2)
   |                  ^^

我知道这在 Requiring implementation of Mul in generic function 中得到了回答但我不明白为什么我需要实现 Add特征。好像有数不能相加...

有没有办法在不实现 Add 的情况下解决这个问题？ ？我想创建 add_vec 的版本使用- , % , * , /而不是 + ，并为每个操作实现各自的特征听起来像是一件苦差事。我只对有符号整数和 float 感兴趣，所以这些 num 子类型可能存在一个特征？

我的 Cargo.toml为了方便起见:

[package]
name = "minimal_example_2"
version = "0.1.0"
authors = ["User"]

[dependencies]
num = "0.1.36"

Answer 1

要认识到的重要一点是代码并没有试图添加两个 N ;该代码试图添加两个 对 N 的引用 ( &N )。看报错信息(重点加了):

binary operation + cannot be applied to type &N

通过使用 iter ，您正在对向量中的值进行引用迭代。无法保证对实现特征的类型的引用实现了特征。

• When should I not implement a trait for references to implementors of that trait?
• How do I implement the Add trait for a reference to a struct?

此外，T: Add<T, Output=T> 不暗示&T: Add<&T, Output=T> .

but I do not understand why I need to implement the Add trait. As if there are numbers that cannot be added...

你为什么认为 N 是一个数字？ Rust 中存在的任何可能类型 都欢迎实现任何特征，包括 Num .如果有意义，您可以实现 Num适合您自己的类型。

perhaps there exists a trait for these subtypes of num?

同样，一旦存在特征，任何类型都欢迎实现它。

---

对于它的值(value)，我会像这样实现它:

use std::ops::Add;

fn add_vec<'a, N>(v1s: &'a [N], v2s: &'a [N]) -> Vec<N>
    where &'a N: Add<Output = N>
{
    v1s.iter().zip(v2s.iter()).map(|(v1, v2)| v1 + v2).collect()
}

参见 Why is it discouraged to accept a reference to a String (&String) or Vec (&Vec) as a function argument? (此外，我们只是需要在这里取得所有权)。使用 map会更有效率——它可以一次预分配所有输出向量。

但是，如果您真的想使用向量:

fn add_vec<N: Num>(v1s: Vec<N>, v2s: Vec<N>) -> Vec<N> {
    v1s.into_iter()
        .zip(v2s.into_iter())
        .map(|(v1, v2)| v1 + v2)
        .collect()
}

请注意 into_iter消耗向量，产生值而不是引用。因此 Num可以应用特征。