如何实现定义新公共类型并返回该类型实例的宏？

Question

我想使用macro_rules! 实现一个结构，因为泛型需要大量样板文件和特征搜索。

有问题的结构内部有一个哈希表，但键和值类型由用户提供。代码如下：

macro_rules! new_ytz {
    ($T: ty) => {
        // define the struct
        pub struct Ytz {
            table: hashbrown::hash_map::HashMap<$T, $T>,
        }

        impl Ytz {
            pub fn new() -> Self {
                Ytz {
                    table: hashbrown::hash_map::HashMap::<$T, $T>::new(),
                }
            }

            pub fn add(&mut self, item: &$T) {
                if self.table.contains_key(item) {
                    *self.table.get_mut(item).unwrap() += *item;
                } else {
                    self.table.insert(*item, *item);
                }
            }

            pub fn largest(&self) -> $T {
                let mut result = 0;
                for v in self.table.values() {
                    if result < *v {
                        result = *v;
                    }
                }
                result
            }
        }
        // construct an instance of the struct and return it
        Ytz::new()
    };
}

// driver
fn main() {
    let mut y = new_ytz!(u64); // should construct the object and return Ytz::new()
    y.add(&71);
    y.add(&25);
    y.add(&25);
    y.add(&25);
    y.add(&34);
    println!("{}", y.largest());
}

这不会编译，因为它试图将结构粘贴到主函数中：

error: expected expression, found keyword `pub`
  --> src/main.rs:4:9
   |
4  |         pub struct Ytz {
   |         ^^^ expected expression
...
40 |     let mut y = new_ytz!(u64); // should construct the object and return Ytz::new()
   |                 ------------- in this macro invocation

我该如何解决？如何将结构与 impl 块一起公开粘贴到主函数之外？

Answer 1

泛型需要大量样板

use std::collections::HashMap;
use core::hash::Hash;
use std::ops::AddAssign;

struct YtzU64<T: Eq + Ord + Hash + Copy + AddAssign> {
    table: HashMap<T, T>
}

impl<T: Eq + Ord + Hash + Copy + AddAssign> YtzU64<T> {
    pub fn new() -> Self {
        Self {
            table: HashMap::new()
        }
    }

    pub fn add(&mut self, item: &T) {
        if let Some(item) = self.table.get_mut(item) {
            *item += *item;
        } else {
            self.table.insert(*item, *item);
        }
    }

    pub fn largest(&self) -> Option<T> {
        let mut values = self.table.values();
        let mut largest:Option<T> = values.next().map(|t| *t);
        for v in values {
            if largest < Some(*v) {
                largest = Some(*v);
            }
        }
        largest
    }
}

fn main() {
    let mut y = YtzU64::new();
    y.add(&71);
    y.add(&25);
    y.add(&25);
    y.add(&25);
    y.add(&34);
    println!("{}", y.largest().unwrap());
}

我对您的宏的翻译需要的样板文件比您的宏要少。它少了两个缩进，少了 4 行（macro_rules！，顶部的模式匹配，末尾的两个右大括号）。请注意，我稍微更改了 api，因为 largest 现在返回一个 Option，以匹配 std::iter::Iterator::max()。另请注意，您的 api 设计仅限于T:Copy。如果您想支持T: ?Copy + Clone 或T: ?Copy + ?Clone，则必须对其进行一些重新设计。

特征狩猎

编译器是你的朋友。观察当我删除一个特征边界时会发生什么

error[E0277]: the trait bound `T: std::hash::Hash` is not satisfied
...

使用宏是一个有趣的练习，但使用宏重新实现泛型没有用。