从 Rust 中的函数返回一个未知大小的多维数组答案

【问题标题】：Returning an multidimensional array of unknown size from a function in Rust从 Rust 中的函数返回一个未知大小的多维数组
【发布时间】：2019-06-11 04:34:33
【问题描述】：

我有一个 trait，MyTrait，它定义了一个名为 my_func 的方法，它返回一个未知大小的数组。这样做的原因是从这个方法返回的数组的大小将取决于实现 trait 的结构。因此，方法定义如下所示：

MyTrait<T: Clone + Float> {
    fn my_func() -> &[&[T]];
}

现在，我正在尝试使用以下方法实现此 trait：

impl MyStruct {
    const matrix_desc: [[u32; 4]; 4] = [
        [1, 0, 0, 0],
        [0, 1, 0, 0],
        [0, 0, 1, 0],
        [0, 0, 0, 1]
    ];
}

impl MyTrait<u32> for MyStruct {
    fn my_func() -> &[&[u32]] {
        &matrix_desc
    }
}

但是，我不断收到错误消息，说存在类型不匹配，Rust 期望 &[&[u32]] 但得到 &[[u32; 4]; 4]。这对我来说很清楚，但我不知道如何解决它。我也尝试过使用 Sized 特征，但我似乎无法让它发挥作用。有谁知道我如何在编译时返回未知大小的数组？

另外，对于奖励积分，有谁知道我可以如何强制这个二维数组为正方形？

【问题讨论】：

这似乎是Vec 会有所帮助的情况。你有什么理由不能返回 Vec<Vec<T>> 吗？
@Sunreef，是什么让向量变得如此出色以至于值得 4x4 矩阵？
@JanHudec 如果它总是一个 4x4 矩阵，那么你可以使用[[T;4];4]。但他说他想要未知尺寸。这就是Vec 所做的。
@Sunreef，你可以用简单的参考做未知尺寸。 Vec 添加的东西是所有权。如果不需要，则不应存在。
@Sunreef 实现特征时矩阵的实际大小不会改变，我只是不知道特征定义的大小。例如，我可以有一个名为StructB 的第二个结构，它实现了[[T;8];8]。我不希望矩阵大小在实现时发生变化，但我无法确定特征定义中的大小

标签： arrays rust

【解决方案1】：

已知长度数组是直接包含在包含对象中的值。所以[[u32; 4]; 4] 是一个有 16 个u32s 的内存块。您可以将其转换为 &[[u32;4]]，它是一个指针和行数，但 &[&[u32]] 想要指向一个指针大小对的数组，并且在原始值中不存在。

就像在 C 中一样，嵌套数组并不是特别好用。我可能会将其扁平化为[u32; 4 * 4] 和&[u32]，并可能用定义std::ops::Index<(usize, usize)> 的东西包装它。这会立即强制矩阵为矩形（&[&[u32]] 可以有不同长度的每一行），您可以进一步检查它在 index 方法（以及您为代数定义的任何其他方法）中实际上是方形的。

或者只是尝试在 crates.io 上找到一个已经编写好的矩阵库——我很确定会有一些。

【讨论】：

对于像 4x4、3x3 和小向量这样的小矩阵，nalgebra 是一个非常好的 crate。

【解决方案2】：

如果可以将matrix_desc 声明为切片，则应该可以：

struct MyStruct;

impl MyStruct {
    const matrix_desc: &'static [&'static [u32]] = &[
        &[1, 0, 0, 0],
        &[0, 1, 0, 0],
        &[0, 0, 1, 0],
        &[0, 0, 0, 1]
    ];
}

trait MyTrait<T> {
    fn my_func() -> &'static [&'static [T]];
}

impl MyTrait<u32> for MyStruct {
    fn my_func() -> &'static [&'static [u32]] {
        &Self::matrix_desc
    }
}

目前看来，固定和通用大小的数组并没有得到很好的支持。例如，这不起作用：

trait MyTrait<T> {
    const SIZE: usize;
    fn my_func() -> [[T; SIZE]; SIZE];
}

【讨论】：

我也试过了，这可能是我最终要走的路线