“impl”用作函数的参数类型或返回类型时意味着什么？

Question

我读了这段代码：

pub fn up_to(limit: u64) -> impl Generator<Yield = u64, Return = u64> {
    move || {
        for x in 0..limit {
             yield x;
        }
        return limit;
    }
}

impl

是什么意思？这如何用普通的 Rust 或 C++ 实现？

Answer 1

这是新的

impl Trait

语法，它允许程序员避免命名泛型类型。该功能从 Rust 1.26 开始可用。

在这里，它用在返回位置中，表示“返回的类型将实现这个特征，这就是我要告诉你的”。在这种情况下，请注意函数的所有返回路径必须返回完全相同的具体类型。

该语法也可以用在参数位置，在这种情况下，调用者决定传递什么具体类型。

另请参阅：

• 在 Trait 定义中使用 impl Trait
• impl 特征参数和泛型函数参数有什么区别？
• 是什么让 `impl Trait` 作为参数“通用”并且作为返回值“存在”？
• 返回迭代器（或任何其他特征）的正确方法是什么？

Answer 2

impl

是什么意思？

正如 Matthieu 所解释的，

impl X

的意思是“返回特质

X

的具体实现”。如果没有这个，您可以选择返回实现该特征的具体类型，例如

UpToImpl

，或通过返回

Box<Generator>

来擦除类型。前者需要公开类型，而后者则需要动态分配和虚拟调度的运行时成本。更重要的是，这是生成器情况的关键，前一种方法阻止返回闭包，因为闭包返回匿名类型的值。

这如何用普通 Rust 或 C++ 实现？

如果您的意思是如何实现

up_to

，并且希望在不产生分配开销的情况下实现它，则必须放弃使用闭包并手动将生成器重写为实现

Generator

特征的状态机：

#![feature(generator_trait)]
use std::{
    ops::{Generator, GeneratorState},
    pin::Pin,
};

pub struct UpToImpl {
    limit: u64,
    x: u64,
}

impl Generator for UpToImpl {
    type Yield = u64;
    type Return = u64;

    fn resume(mut self: Pin<&mut Self>) -> GeneratorState<u64, u64> {
        let x = self.x;
        if x < self.limit {
            self.x += 1;
            GeneratorState::Yielded(x)
        } else {
            GeneratorState::Complete(self.limit)
        }
    }
}

pub fn up_to(limit: u64) -> UpToImpl {
    UpToImpl { x: 0, limit }
}

fn main() {
    let mut v = Box::pin(up_to(3));
    println!("{:?}", v.as_mut().resume());
    println!("{:?}", v.as_mut().resume());
    println!("{:?}", v.as_mut().resume());
    println!("{:?}", v.as_mut().resume());
}

这种转换本质上是 Rust 编译器在给定包含

yield

的闭包时在幕后执行的操作，只不过与

UpToImpl

等效的生成类型是匿名的。 （类似但更简单的转换用于将普通闭包转换为实现

Fn

特征之一的匿名类型的值。）

返回

impl Generator

和具体类型之间还有另一个区别。当返回

UpToImpl

时，该类型必须是公共的，因此成为函数签名的一部分。例如，允许调用者执行以下操作：

let x: UpToImpl = up_to(10);

如果

UpToImpl

被重命名，或者如果您决定切换到使用生成器闭包，该代码将会中断。

这个答案中的

up_to

即使更改为返回

impl Generator

也会编译，因此它是实现最大灵活性的更好选择。当

impl Generator

返回时，调用者不能依赖或引用具体的返回类型。返回类型可以切换到实现该特征的any类型，包括匿名闭包，而不会损失向后兼容性。

另请参阅：

• Rust 中的惰性序列生成