你能在不使用显式引用或所有权移动的情况下，在结构体上实现数学运算吗？

Question

你能在不使用显式引用或所有权移动的情况下，在结构体上实现数学运算吗？

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我不知道如何在结构体上实现干净的数学运算，而不需要复制每个结构体值。

如果你想在结构体上执行数学运算，可以编写以下代码：

use std::ops::*;

struct Num {
    i: i32,
}

impl Add for Num {
    type Output = Num;
    fn add(self, other: Num) -> Num {
        Num {
            i: self.i + other.i,
        }
    }
}

(This is a simplified example. An actual example might be doing Vector maths)

这让我们可以编写漂亮的a + (b / (c * d))代码。

由于借用语义，上述代码与a + b + a一样容易出错。一旦使用了a，它就不能再次使用，因为所有权已经转移到了相关函数（即add）。

解决这个问题的简单方法是为结构体实现Copy。

#[derive(Copy)]
struct Num {
    i: i32,
}

这意味着当传递给add的Num被自动克隆以便能够干净地丢弃它们。

但这似乎是低效的！我们不需要这些结构体在各个地方都被复制：它是只读的，我们只需要引用它来创建我们返回的新结构。

这让我想到我们应该基于引用来实现数学运算：

impl<'a> Add for &'a Num {
    type Output = Num;
    fn add(&'a self, other: &'a Num) -> Num {
        Num {
            i: self.i + other.i,
        }
    }
}

现在我们有了数学运算，我们不需要一遍又一遍地克隆数据，但现在我们的数学看起来很丑陋！a + (b / (c * d))现在必须是&a + &(&b / &(&c * &d))。即使你有你的值类型引用（例如let a = &Num { /* ... */ }），因为add的返回值仍然是一个Num，所以这并没有帮助。

是否有一种简洁的方法来实现结构体的操作，使得数学运算看起来干净整洁，同时结构体的值也不会被无处不在地复制？

在Rust中进行通用数学运算而不进行复制

- SCdF

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Shepmaster · Accepted Answer

不行，这些特征是按值消耗的，无法避免。

但这似乎效率低下！我们不需要在各个地方复制这些结构体：它是只读的，我们真正需要的是引用来创建我们返回的新结构。

我不会担心复制一个整数的效率。这就是计算机所做的。实际上，引用可能会更慢，因为引用也基本上是一个整数，必须被复制，然后查找一块内存，同时将所指整数复制到寄存器中。

我显然没有复制一个整数！

一个实际的例子可能是进行向量运算。

那么问题就变成了让用户感到困惑。如果没有查看实现，用户怎么知道a + a是否“轻量级”。如果您作为类型的实现者知道它的复制是轻量级的，则标记为Copy。如果不是，则需要使用引用。

这就是今天的情况。有一些实验性工作，可能会使未来变得更好：

想象一下永远不必再写[...] let z = &u * &(&(&u.square() + &(&A * &u)) + &one);

这个实验是从一个现在已被推迟的RFC中产生的。

有趣的是，这种丑陋的语法被称为索伦之眼。