如何在 Rust 中实现任意加法运算符？答案

【问题标题】：How to implement arbitrary add operator in Rust?如何在 Rust 中实现任意加法运算符？
【发布时间】：2023-04-06 15:41:01
【问题描述】：

我正在使用 Rust 中的任意表达式求值器，

以Add运算符为例：

fn eval_add<T: ?Sized + Add<T, Output=T>>(l: Rc<Any>, r: Rc<Any>) -> Rc<Any> {
    l.downcast_ref::<Add<T, Output=T>>().unwrap() +
    r.downcast_ref::<Add<T, Output=T>>().unwrap()
}

我从编译器得到这样的错误：

错误：无法在 trait 对象上调用 downcast_ref 方法

很明显，编译器不知道如何将Any 转换为std::ops::Add。

那么做这种事情的最佳做法是什么？

【问题讨论】：

你能详细说明你的目标是什么吗？制作一个可以包装所有可能的Add 操作的函数，还是别的什么？使用Rc 和Any 有要求吗？
另外请提供minimal reproducible example。您提供的代码（添加了相关导入）对我产生了不同的错误：错误[E0277]：T 类型的值的大小在编译时无法知道
您的意思是写T: Sized 而不是T: ?Sized？

标签： generics rust traits dynamic-typing

【解决方案1】：

很明显，编译器不知道如何将 Any 转换为 std::ops::Add。

那是因为Add 是一个特征，你只能向下转换为一个类型。

这不起作用：

l.downcast_ref::<Add<T, Output=T>>()

因为Add 是一个特质，所以这是真的：

l.downcast_ref::<dyn Add<T, Output=T>>()

你可能想要的只是：

l.downcast_ref::<T>()

因为T 是范围内实现Add 的类型变量。

你的要求很不清楚，而且设置似乎有点奇怪：你是在传递Rc<dyn Any>，但你也有这个T参数，这只能意味着调用者知道这些@987654330的具体类型@ 参数，以便提供正确的T。很难说这是“正确”的答案，因为这里的选择可能不符合未说明的要求，但它“有效”并且类似于您问题中的代码：

use std::rc::Rc;
use std::any::Any;
use std::ops::Add;

fn eval_add<T>(l: Rc<dyn Any>, r: Rc<dyn Any>) -> Rc<dyn Any> 
where
    T: Add<T, Output = T> + Copy + 'static
{
    let l = *l.downcast_ref::<T>().unwrap();
    let r = *r.downcast_ref::<T>().unwrap();
    Rc::new(l + r)
}

请注意，Add::add 按值获取其参数，因此您必须复制或克隆它，因为它是从Rc 借来的。我添加了Copy 绑定，它适用于大多数数字类型，应该足够了。如果没有，您可以改为 Clone，这更通用但可能效率较低。

如果两个参数可能有不同的类型，那么您将不得不引入另一个类型参数S，并约束T: Add<S, Output = T>。在这一点上，我会再次质疑您在做什么，并建议您可能需要重新考虑您的整体设计，因为这一切都非常不生锈且令人困惑。

我强烈建议您考虑支持类型的枚举，而不是使用dyn Any。代码可能更容易理解和调试，而且应该更快。

【讨论】：