generics - 没有类型参数的泛型类型的泛型结构

Question

是否可以在Rust中做类似的事情？

trait Foo<T> {}

struct A;
struct B;

struct Bar<T: Foo> {
    a: T<A>,
    b: T<B>
}

我知道我可以只为Bar使用两个参数，但是我认为必须有一种更好的方法来做到这一点。

我想实现一个Graph结构。由于我不能仅将节点和边缘绑定(bind)到其父辈，因此我想使用Rc之类的东西。但是，有时可能需要带有多个线程访问权限的Graph。因此，我必须同时使用Rc和Arc来实现。

那就是Foo的优点:我为Foo和Rc都实现了Arc(Foo需要Deref)，并且我使用了绑定(bind)到T的参数Foo。这就是我想要为单线程和多线程使用提供一个结构的方式。

Answer 1

⇒这是，目前无法在Rust的类型系统中表达☹

幸运的是，由于this RFC中提出的“通用关联类型”，将来有可能实现。您可以在the corresponding tracking issue中跟踪实现和稳定的状态。

这里的重要术语是“HKT”( h igher k inded t ypes)。它是Rust中尚未实现的类型系统的功能。 Haskell提供HKT。在C++世界中，HKT被称为“模板模板”。上述通用关联类型也是HKT的一种形式。

但是，香港电汇真的是什么？

让我们慢慢开始:我们知道什么是简单类型？让我们列出一些类型:i32，bool，String。这些都是类型...您可以拥有这些类型的值(变量)。那Vec<i32>呢？这也是一个简单的类型!您可以使用Vec<i32>类型的变量，没问题!

我们希望将这些类型组合在一起；我们称这种分类为“一种类型”。如果我们想以非常抽象的方式谈论(关于类型的类型)，我们选择其他单词，在这种情况下，请选择“亲切”。甚至对各种类型都有一种表示法。对于上面的简单类型，我们说:这些类型的种类是

*

是的，只是一颗星星，非常容易。稍后，该符号更有意义!

让我们搜索与我们的简单类型不同类型的类型。 Mutex<HashMap<Vec<i32>, String>>？不，也许是相当复杂的，但是它仍然是*类型，我们仍然可以拥有该类型的变量。

那Vec呢？是的，我们省略了尖括号。是的，这的确是另一种类型!我们可以使用Vec类型的变量吗？不!向量是什么？!

这种捐赠为:

* -> *

这只是说:给我一个普通类型(*)，我将返回一个普通类型!给这个东西加上一个普通的i32(Vec)，它将返回一个普通的Vec<i32>!它也被称为类型构造函数，因为它用于构造类型。我们甚至可以走得更远:

* -> * -> *

这有点奇怪，因为它与currying有关，并且对于非Haskell程序员来说读为奇数。但这意味着:给我两种类型，我将返回一种类型。让我们考虑一个示例... Result!提供两种具体类型Result和Result<A, B>后，A类型构造函数将返回具体类型B。

术语“更高种类的类型”仅指不是*的所有类型，它们是类型构造函数。

在你的例子中

编写struct Bar<T: Foo>时，您希望T属于* -> *，即:您可以为T指定一种类型，然后接收一个简单的类型。但是正如我所说，这在Rust中尚无法表达。要使用类似的语法，可能会想到这将来可能会起作用:

// This does NOT WORK!
struct Bar<for<U> T> where T<U>: Foo {
    a: T<A>,
    b: T<B>,
}

for<>语法是从"higher-ranked trait bounds" (HRTB)借用的，现在可以将其用于生命周期中的抽象(最常与闭包一起使用)。

链接

如果您想了解更多有关此主题的信息，请参见以下链接:

Niko Matsakis' great series of blog posts discussing one possible solution (associated type constructors) to the HKT problem

The RFC proposing generic associated types (just a less scary name for "associated type constructors")

HRTB explanation

奖励:万一实现关联的类型构造函数，您的问题的解决方案(我认为，因为没有办法进行测试)!

我们必须绕过我们的实现，因为RFC不允许直接将Rc作为类型参数传递。可以这么说，它没有直接介绍HKT。但是正如Niko在他的博客文章中指出的那样，通过使用所谓的“家庭特征”，我们可以具有与具有关联的类型构造函数的HKT相同的灵活性和功能。

/// This trait will be implemented for marker types, which serve as
/// kind of a proxy to get the real type.
trait RefCountedFamily {
    /// An associated type constructor. `Ptr` is a type constructor, because
    /// it is generic over another type (kind * -> *).
    type Ptr<T>;
}

struct RcFamily;
impl RefCountedFamily for RcFamily {
    /// In this implementation we say that the type constructor to construct
    /// the pointer type is `Rc`.
    type Ptr<T> = Rc<T>;
}

struct ArcFamily;
impl RefCountedFamily for ArcFamily {
    type Ptr<T> = Arc<T>;
}

struct Graph<P: RefCountedFamily> {
    // Here we use the type constructor to build our types
    nodes: P::Ptr<Node>,
    edges: P::Ptr<Edge>,
}

// Using the type is a bit awkward though:
type MultiThreadedGraph = Graph<ArcFamily>;

有关更多信息，您应该阅读Niko的博客文章。困难的主题讲得足够好，甚至我都可以或多或少地理解它们!

编辑:我刚刚注意到Niko在他的博客文章中实际上使用了Arc/Rc示例!我完全忘记了这一点，并想到了自己之上的代码……但是也许我的潜意识仍然内存犹新，因为我选择的几个名称与Niko完全一样。无论如何，这是his (probably way better) take on the issue。