Const 泛型

在之前的泛型中，可以抽象为一句话：针对类型实现的泛型，所有的泛型都是为了抽象不同的类型，那有没有针对值的泛型？答案就是 Const 泛型。

示例

1. 下面的例子同时使用泛型和 const 泛型来实现一个结构体，该结构体的字段中的数组长度是可变的

`

struct ArrayPair<T, const N: usize> {

left: [T; N],

right: [T; N],

}

impl<T: Debug, const N: usize> Debug for ArrayPair<T, N> {

// ...

}

`

1. 目前，const 泛型参数只能使用以下形式的实参:

• 一个单独的 const 泛型参数
• 一个字面量 (i.e. 整数, 布尔值或字符).
• 一个具体的 const 表达式( 表达式中不能包含任何 泛型参数)

`

fn foo() {}

fn bar<T, const M: usize>() {

foo::<M>(); // ok: 符合第一种

foo::<2021>(); // ok: 符合第二种

foo::<{20 * 100 + 20 * 10 + 1}>(); // ok: 符合第三种

foo::<{ M + 1 }>(); // error: 违背第三种，const 表达式中不能有泛型参数 M

foo::<{ std::mem::size_of::<T>() }>(); // error: 泛型表达式包含了泛型参数 T

let _: [u8; M]; // ok: 符合第一种

let _: [u8; std::mem::size_of::<T>()]; // error: 泛型表达式包含了泛型参数 T

}

fn main() {}

`

1. const 泛型还能帮我们避免一些运行时检查，提升性能

`pub struct MinSlice<T, const N: usize> {
pub head: [T; N],
pub tail: [T],
}

fn main() {
let slice: &[u8] = b”Hello, world”;
let reference: Option<&u8> = slice.get(6);
// 我们知道 .get 返回的是 Some(b' ')
// 但编译器不知道
assert!(reference.is_some());

let slice: &[u8] = b"Hello, world";

// 当编译构建 MinSlice 时会进行长度检查，也就是在编译期我们就知道它的长度是 12
// 在运行期，一旦 `unwrap` 成功，在 `MinSlice` 的作用域内，就再无需任何检查 
let minslice = MinSlice::<u8, 12>::from_slice(slice).unwrap();
let value: u8 = minslice.head[6];
assert_eq!(value, b' ')

}`

练习

1. 🌟🌟 <T, const N: usize> 是结构体类型的一部分，和数组类型一样，这意味着长度不同会导致类型不同： Array<i32, 3> 和 Array<i32, 4> 是不同的类型

`

// 修复错误

struct Array<T, const N: usize> {

data : [T; N]

}

fn main() {

let arrays = [

 Array{

     data: [1, 2, 3],

 },

 Array {

     data: [1.0, 2.0, 3.0],

 },

 Array {

     data: [1, 2]

 }

];

}

`

1. 🌟🌟

`

// 填空

fn print_array<>() {

println!("{:?}", arr);

}

fn main() {

let arr = [1, 2, 3];

print_array(arr);

let arr = ["hello", "world"];

print_array(arr);

}

`

1. 🌟🌟🌟 有时我们希望能限制一个变量占用内存的大小，例如在嵌入式环境中，此时 const 泛型参数的第三种形式 const 表达式 就非常适合.

`

#![allow(incomplete_features)]

#![feature(generic_const_exprs)]

fn check_size(val: T)

where

Assert<{ core::mem::size_of::<T>() < 768 }>: IsTrue,

{

//...

}

// 修复 main 函数中的错误

fn main() {

check_size([0u8; 767]); 

check_size([0i32; 191]);

check_size(["hello你好"; __]); // size of &str ?

check_size([(); __].map(|_| "hello你好".to_string()));  // size of String?

check_size(['中'; __]); // size of char ?

}

pub enum Assert {}

pub trait IsTrue {}

impl IsTrue for Assert {}

`

你可以在这里找到答案(在 solutions 路径下)