乘以常数的通用函数

Question

我正在尝试理解通用函数。我知道这个话题已经被广泛讨论，但我似乎无法理解一些细节。

我正在尝试类似的事情，但更简单。我只想要一个double将参数乘以二的函数，并且我希望它适用于任何浮点或整数类型。到目前为止我有这个：

use std::convert::From;
use std::ops::Mul;

fn double<A>(x: A) -> A
where A: Mul<Output = A> + From<f32> {
    return x * A::from(2f32);
}

当我用 float (f32或f64) 调用它时，效果很好：

println!("{:?}", double(2f64));

这给了我4.0。

但它对于任何整数类型都会失败，例如：

println!("{:?}", double(2i32));

这会产生以下错误：

println!("{:?}", double(2i32));
                 ------ ^^^^ the trait `From<f32>` is not implemented for `i32`

我理解这个错误。没有通用的方法将浮点数转换为整数。如果我想2.5在我的函数内部而不是2.0.

我知道有这个TryFrom特性，但我不知道如何在这种情况下利用它。

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我尝试了另一种方式，即需要A实现From<u32>，但这只是将错误从整数发生切换到浮点数发生。但令我惊讶的是，当我使用像 之类的有符号整数调用函数时，它也会导致错误2i32。

我缺少什么？如何实现double任何数字类型的通用函数？

Answer 1

由于您只需将数字转换2为任何类型，因此您可以从尽可能小的类型进行转换，即From<u8>：

use std::ops::Mul;

fn double<A>(x: A) -> A
where
    A: Mul<Output = A> + From<u8>,
{
    return x * A::from(2);
}

fn main() {
    println!("{}", double(1));
    println!("{}", double(1f32));
    println!("{}", double(1f64));
}

操场

这种简单方法的唯一缺点是double(1i8)无法编译（但它可以与 、 等一起使用i16）i32。From<u8>未实现 fori8因为有些u8值无法表示为i8。然而，我们知道我们确实不需要将所有u8值表示为A，而只需表示 2u8 即可。这就是为什么我们要使用TryFrom：

fn double<A>(x: A) -> A
where
    A: Mul<Output = A> + TryFrom<u8>,
{
    x * A::try_from(2).unwrap_or_else(|_| unreachable!())
}

对于数字类型，展开永远不会出现恐慌，因为没有任何数字类型不能表示数字 2。

在这种情况下，您无需担心展开会使代码变慢，因为 rustc/LLVM 知道 egf64::try_from(2u8)是万无一失的，并省略了恐慌，如 godbolt 上所示。唯一的缺点是人类读者可能会感到困惑，这就是为什么使用unreachable!().