计算散列（digest::Digest trait）并返回字符串的通用函数

Question

我在解决这个问题时遇到了一些麻烦。我正在尝试编写一个通用函数，它可以接受任何digest::Digest并吐出计算摘要的字符串形式（“十六进制字符串”）。

这是作为最小示例的非通用版本：

#![forbid(unsafe_code)]
#![forbid(warnings)]
extern crate sha2; // 0.9.1

use sha2::{Sha256, Digest}; // 0.9.1

fn main() {
    let hash = Sha256::new().chain("String data").finalize();
    let s = format!("{:x}", hash);
    println!("Result: {}", s);
}

...这是我对通用版本的尝试：

#![forbid(unsafe_code)]
#![forbid(warnings)]
extern crate sha2; // 0.9.1
extern crate digest; // 0.9.0

use digest::Digest;
use sha2::Sha256;

fn compute_hash<D: Digest>(input_data: &str) -> String {
    let mut hasher = D::new();
    hasher.update(input_data.as_bytes());
    let digest = hasher.finalize();
    format!("{:x}", digest)
}

fn main() {
    let s = compute_hash::<Sha256>("String data");
    println!("Result: {}", s);
}

...这给出了以下错误：

   Compiling playground v0.0.1 (/playground)
error[E0277]: cannot add `<D as sha2::Digest>::OutputSize` to `<D as sha2::Digest>::OutputSize`
  --> src/lib.rs:13:21
   |
13 |     format!("{:x}", digest)
   |                     ^^^^^^ no implementation for `<D as sha2::Digest>::OutputSize + <D as sha2::Digest>::OutputSize`
   |
   = help: the trait `std::ops::Add` is not implemented for `<D as sha2::Digest>::OutputSize`
   = note: required because of the requirements on the impl of `std::fmt::LowerHex` for `digest::generic_array::GenericArray<u8, <D as sha2::Digest>::OutputSize>`
   = note: required by `std::fmt::LowerHex::fmt`
   = note: this error originates in a macro (in Nightly builds, run with -Z macro-backtrace for more info)
help: consider further restricting the associated type
   |
9  | fn compute_hash<D: Digest>(input_data: &str) -> String where <D as sha2::Digest>::OutputSize: std::ops::Add {
   |                                                        ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

error: aborting due to previous error

For more information about this error, try `rustc --explain E0277`.
error: could not compile `playground`.

现在假设我理解正确的错误，执行std::fmt::LowerHex使用format!() 出现需要std::ops::Add对OutputSize的GenericArray<u8, N>（即N），这是由归国.finalize()。但是，非通用示例表明ArrayLength<u8>.

因此，鉴于我无法std::ops::Add为外部类型实现trait，在这种情况下我如何满足编译器？

或者重新表述我的问题，尽管我 - 是 Rust 的新手 - 并不能 100% 确定这是我想要的：我如何告诉编译器将其视为<D as sha2::Digest>::OutputSize相同ArrayLength<u8>？

注意：我对 Rust 比较陌生，所以请记住这一点，并请参考适用于我的案例的确切文档，而不是一般的“文档”。在我提出要求之前digest，我已经搜索了、 的各种实现者的文档digest::Digest，针对此错误以及（我认为是）类似问题和 Rust Book（2018 版）中的特征主题。谢谢。

---

在第二个示例中，我使用use digest::Digest;. 那是因为将来应该遵循其他哈希算法，并且digest::Digest直接使用而不是Digest从实现者之一重新导出似乎更有意义。如果有反对的理由，请随时发表评论。

Answer 1

Rust 要求您指定在泛型中使用的所有功能。笔记：

   |                     ^^^^^^ no implementation for `<D as sha2::Digest>::OutputSize + <D as sha2::Digest>::OutputSize`
   = help: the trait `std::ops::Add` is not implemented for `<D as sha2::Digest>::OutputSize`

试图说我们正在使用Add该类型D::OutputSize，但不需要它作为约束，我们可以这样做：

fn compute_hash<D: Digest>(input_data: &str) -> String
    where D::OutputSize: std::ops::Add

如果您进行此更改，您将出现下一个错误：

   |                     ^^^^^^ the trait `digest::generic_array::ArrayLength<u8>` is not implemented for `<<D as sha2::Digest>::OutputSize as std::ops::Add>::Output`

所以还有另一个要求，但我们也可以添加：

fn compute_hash<D: Digest>(input_data: &str) -> String
    where D::OutputSize: std::ops::Add,
          <D::OutputSize as std::ops::Add>::Output: digest::generic_array::ArrayLength<u8>

这将编译。

但让我们深入探讨一下为什么这些限制是必要的。finalize返回Output<D>并且我们知道它是类型GenericArray<u8, <D as Digest>::OutputSize>。显然format!("{:x}", ...)需要该特征LowerHex，因此我们可以看到该类型何时满足该特征。看：

impl<T: ArrayLength<u8>> LowerHex for GenericArray<u8, T>
where
    T: Add<T>,
    <T as Add<T>>::Output: ArrayLength<u8>, 

这看起来很熟悉。因此，如果这些约束为真，则的返回类型finalize满足。LowerHex

但我们可以更直接地了解同一件事。我们希望能够使用LowerHex以下格式进行格式化：

fn compute_hash<D: Digest>(input_data: &str) -> String
    where digest::Output<D>: core::fmt::LowerHex

由于这可以直接表达我们在通用函数中使用的内容，因此这似乎更可取。