operator-overloading - 如何在Rust中为值和引用实现惯用运算符重载？

Question

在实现原始的固定大小的矢量类型(例如float2)时，我要支持Add和Sub特性。稍后，我将要支持Mul和*Assign。

在查阅文档和其他示例时，我想到了这一点:

use std::ops::{Add, Sub};

#[derive(Copy, Clone)]
struct float2(f64, f64);

impl Add for float2 {
    type Output = float2;
    fn add(self, _rhs: float2) -> float2 {
        float2(self.0 + _rhs.0, self.1 + _rhs.1)
    }
}

impl Sub for float2 {
    type Output = float2;
    fn sub(self, _rhs: float2) -> float2 {
        float2(self.0 - _rhs.0, self.1 - _rhs.1)
    }
}

这适用于基本示例，但是我发现在实践中，我通常会最终将引用作为参数以及堆栈中的本地float2传入。

为了混合这些，我需要:

取消引用变量(可以，但是会使代码的可读性降低)。

也声明运算符重载引用的组合。

例子:

impl<'a, 'b> Add<&'b float2> for &'a float2 {
    type Output = float2;
    fn add(self, _rhs: &'b float2) -> float2 {
        float2(self.0 + _rhs.0, self.1 + _rhs.1)
    }
}
impl<'a> Add<float2> for &'a float2 {
    type Output = float2;
    fn add(self, _rhs: float2) -> float2 {
        float2(self.0 + _rhs.0, self.1 + _rhs.1)
    }
}
impl<'b> Add<&'b float2> for float2 {
    type Output = float2;
    fn add(self, _rhs: &'b float2) -> float2 {
        float2(self.0 + _rhs.0, self.1 + _rhs.1)
    }
}

/*... and again for Sub */

虽然这允许编写表达式而无需取消引用。枚举每种组合非常繁琐，尤其是在添加更多操作和类型(float3，float4 ...)时。

是否有一种普遍接受的方法来...

自动强制类型以运算符重载吗？

使用宏或语言的其他功能来避免繁琐的重复吗？

还是期望开发人员:

根据需要显式访问变量作为引用。

根据需要明确取消引用变量。

写很多重复的运算符重载函数。

注意，我目前是一个初学者，我已经在Rust中检查了一些相当高级的数学库，虽然我可以使用它们，但是它们已经超出了我的理解范围-我想了解如何为自己的类型编写运算符重载。

Answer 1

Rust的伟大之处在于它是开源的。这意味着您可以看到该语言的作者如何解决问题。最接近的类似物是primitive integer types:

macro_rules! add_impl {
    ($($t:ty)*) => ($(
        #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
        impl Add for $t {
            type Output = $t;

            #[inline]
            fn add(self, other: $t) -> $t { self + other }
        }

        forward_ref_binop! { impl Add, add for $t, $t }
    )*)
}

forward_ref_binop is defined as:

macro_rules! forward_ref_binop {
    (impl $imp:ident, $method:ident for $t:ty, $u:ty) => {
        #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
        impl<'a> $imp<$u> for &'a $t {
            type Output = <$t as $imp<$u>>::Output;

            #[inline]
            fn $method(self, other: $u) -> <$t as $imp<$u>>::Output {
                $imp::$method(*self, other)
            }
        }

        #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
        impl<'a> $imp<&'a $u> for $t {
            type Output = <$t as $imp<$u>>::Output;

            #[inline]
            fn $method(self, other: &'a $u) -> <$t as $imp<$u>>::Output {
                $imp::$method(self, *other)
            }
        }

        #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
        impl<'a, 'b> $imp<&'a $u> for &'b $t {
            type Output = <$t as $imp<$u>>::Output;

            #[inline]
            fn $method(self, other: &'a $u) -> <$t as $imp<$u>>::Output {
                $imp::$method(*self, *other)
            }
        }
    }
}

为引用简单地取消引用并调用面向值(value)的版本的特征编写包装实现当然是有效的。