如何将 &HashSet<&T> 用作 IntoIterator<Item = &T>？

Question

我有一个函数，它接受&T（由IntoIterator 表示）的集合，并要求每个元素都是唯一的。

fn foo<'a, 'b, T: std::fmt::Debug, I>(elements: &'b I)
where
    &'b I: IntoIterator<Item = &'a T>,
    T: 'a,
    'b: 'a,

我还想编写一个包装函数，即使元素不是唯一的，它也可以工作，方法是先使用HashSet 删除重复的元素。

我尝试了以下实现：

use std::collections::HashSet;

fn wrap<'a, 'b, T: std::fmt::Debug + Eq + std::hash::Hash, J>(elements: &'b J)
where
    &'b J: IntoIterator<Item = &'a T>,
    T: 'a,
    'b: 'a,
{
    let hashset: HashSet<&T> = elements.into_iter().into_iter().collect();
    foo(&hashset);
}

playground

但是，编译器似乎对我假设 HashSet<&T> 实现 IntoIterator<Item = &'a T> 并不满意：

error[E0308]: mismatched types
  --> src/lib.rs:10:9
   |
10 |     foo(&hashset);
   |         ^^^^^^^^ expected type parameter, found struct `std::collections::HashSet`
   |
   = note: expected type `&J`
              found type `&std::collections::HashSet<&T>`
   = help: type parameters must be constrained to match other types
   = note: for more information, visit https://doc.rust-lang.org/book/ch10-02-traits.html#traits-as-parameters

我知道我可以通过克隆所有输入元素来使用HashSet<T>，但我想避免不必要的复制和内存使用。

Answer 1

如果您有一个&HashSet<&T> 并且需要一个可以多次处理的&T（不是&&T）迭代器，那么您可以使用Iterator::copied 将迭代器的&&T 转换为&T ：

use std::{collections::HashSet, fmt::Debug, hash::Hash, marker::PhantomData};

struct Collection<T> {
    item: PhantomData<T>,
}

impl<T> Collection<T>
where
    T: Debug,
{
    fn foo<'a, I>(elements: I) -> Self
    where
        I: IntoIterator<Item = &'a T> + Clone,
        T: 'a,
    {
        for element in elements.clone() {
            println!("{:?}", element);
        }
        for element in elements {
            println!("{:?}", element);
        }
        Self { item: PhantomData }
    }
}

impl<T> Collection<T>
where
    T: Debug + Eq + Hash,
{
    fn wrap<'a, I>(elements: I) -> Self
    where
        I: IntoIterator<Item = &'a T>,
        T: 'a,
    {
        let set: HashSet<_> = elements.into_iter().collect();
        Self::foo(set.iter().copied())
    }
}

#[derive(Debug, Hash, PartialEq, Eq)]
struct Foo(i32);

fn main() {
    let v = vec![Foo(1), Foo(2), Foo(4)];
    Collection::<Foo>::wrap(&v);
}

另见：

• Using the same iterator multiple times in Rust
• Does cloning an iterator copy the entire underlying vector?
• Why does cloning my custom type result in &T instead of T?

---

请注意，此答案的其余部分假设名为Collection<T> 的结构是T 类型值的集合。 OP 已澄清这不是真的。

这不是您的问题，如您后面的示例所示。这可以归结为：

struct Collection<T>(T);

impl<T> Collection<T> {
    fn new(value: &T) -> Self {
        Collection(value)
    }
}

您正在引用一个类型 (&T) 并尝试将其存储在需要 T 的位置；这些是不同的类型，会产生错误。您出于某种原因使用 PhantomData 并通过迭代器接受引用，但问题是一样的。

事实上，PhantomData 使问题更难被发现，因为你可以弥补不起作用的值。例如，我们这里从来没有任何类型的字符串，但我们“成功地”创建了结构：

use std::marker::PhantomData;

struct Collection<T>(PhantomData<T>);

impl Collection<String> {
    fn new<T>(value: &T) -> Self {
        Collection(PhantomData)
    }
}

最终，您的 wrap 函数也没有意义：

impl<T: Eq + Hash> Collection<T> {
    fn wrap<I>(elements: I) -> Self
    where
        I: IntoIterator<Item = T>,

这相当于

impl<T: Eq + Hash> Collection<T> {
    fn wrap<I>(elements: I) -> Collection<T>
    where
        I: IntoIterator<Item = T>,

也就是说，给定元素 T 的迭代器，您将返回这些元素的集合。但是，您将它们放在HashMap 中并迭代它的reference，从而产生&T。因此这个函数签名不可能是正确的。

您似乎很可能希望接受拥有值的迭代器：

use std::{collections::HashSet, fmt::Debug, hash::Hash};

struct Collection<T> {
    item: T,
}

impl<T> Collection<T> {
    fn foo<I>(elements: I) -> Self
    where
        I: IntoIterator<Item = T>,
        for<'a> &'a I: IntoIterator<Item = &'a T>,
        T: Debug,
    {
        for element in &elements {
            println!("{:?}", element);
        }
        for element in &elements {
            println!("{:?}", element);
        }

        Self {
            item: elements.into_iter().next().unwrap(),
        }
    }
}

impl<T> Collection<T>
where
    T: Eq + Hash,
{
    fn wrap<I>(elements: I) -> Self
    where
        I: IntoIterator<Item = T>,
        T: Debug,
    {
        let s: HashSet<_> = elements.into_iter().collect();
        Self::foo(s)
    }
}

#[derive(Debug, Hash, PartialEq, Eq)]
struct Foo(i32);

fn main() {
    let v = vec![Foo(1), Foo(2), Foo(4)];
    let c = Collection::wrap(v);
    println!("{:?}", c.item)
}

这里我们直接在泛型迭代器类型上放置一个特征绑定，并在对迭代器的引用上放置第二个更高级别的特征绑定。这允许我们使用对迭代器的引用作为迭代器本身。

另见：

• How does one generically duplicate a value in Rust?
• Is there any way to return a reference to a variable created in a function?
• How do I write the lifetimes for references in a type constraint when one of them is a local reference?

Answer 2

Shepmaster 指出我的代码存在许多正交问题，但为了解决将HashSet<&T> 用作IntoIterator<Item=&T> 的问题，我发现解决它的一种方法是使用包装器结构：

struct Helper<T, D: Deref<Target = T>>(HashSet<D>);

struct HelperIter<'a, T, D: Deref<Target = T>>(std::collections::hash_set::Iter<'a, D>);

impl<'a, T, D: Deref<Target = T>> Iterator for HelperIter<'a, T, D>
where
    T: 'a,
{
    type Item = &'a T;
    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        self.0.next().map(|x| x.deref())
    }
}

impl<'a, T, D: Deref<Target = T>> IntoIterator for &'a Helper<T, D> {
    type Item = &'a T;
    type IntoIter = HelperIter<'a, T, D>;
    fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
        HelperIter((&self.0).into_iter())
    }
}

具体用法如下：

struct Collection<T> {
    item: PhantomData<T>,
}

impl<T: Debug> Collection<T> {
    fn foo<I>(elements: I) -> Self
    where
        I: IntoIterator + Copy,
        I::Item: Deref<Target = T>,
    {
        for element in elements {
            println!("{:?}", *element);
        }
        for element in elements {
            println!("{:?}", *element);
        }
        return Self { item: PhantomData };
    }
}

impl<T: Debug + Eq + Hash> Collection<T> {
    fn wrap<I>(elements: I) -> Self
    where
        I: IntoIterator + Copy,
        I::Item: Deref<Target = T> + Eq + Hash,
    {
        let helper = Helper(elements.into_iter().collect());
        Self::foo(&helper);
        return Self { item: PhantomData };
    }
}

fn main() {
    let v = vec![Foo(1), Foo(2), Foo(4)];
    Collection::<Foo>::wrap(&v);
}

我猜其中一些可能比它需要的更复杂，但我不确定如何。

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