【问题标题】:How to implement IntoIterator for an enum of iterable variants?如何为可迭代变体的枚举实现 IntoIterator?
【发布时间】:2020-12-13 05:24:24
【问题描述】:

我有一个具有不同变体可能性的枚举,如下所示:

pub enum Enum {
  Empty,
  Single(Struct),
  Multi(Vec<Struct>),
}

我想创建典型的三个迭代函数来获取 EnumStructs:一个 .iter() 用于引用迭代器,以及两种风格的 .into_iter() 来获取引用和值的迭代器。如何做到这一点?

这是我失败的尝试:

use std::{iter, slice, vec};

#[derive(Debug)]
pub struct Struct(u32);

#[derive(Debug)]
pub enum Enum {
  Empty,
  Single(Struct),
  Multi(Vec<Struct>),
}

impl Enum {
  fn iter(&self) -> slice::Iter<'_, Struct> {
    match self {
      Enum::Empty => iter::empty(),
      Enum::Single(s) => iter::once(s),
      Enum::Multi(v) => v.iter(),
    }
  }
}

impl IntoIterator for Enum {
  type Item = Struct;
  type IntoIter = vec::IntoIter<Struct>;

  fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
    match self {
      Enum::Empty => iter::empty(),
      Enum::Single(s) => iter::once(s),
      Enum::Multi(v) => v.into_iter(),
    }
  }
}

impl<'a> IntoIterator for &'a Enum {
  type Item = &'a Struct;
  type IntoIter = slice::Iter<'a, Struct>;

  fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
    self.iter()
  }
}

fn main() {
  let enums = vec![
    Enum::Empty,
    Enum::Single(Struct(1)),
    Enum::Multi(vec![Struct(2), Struct(3)])];
  for e in enums {
    for s in e.iter() {
      println!(".iter() over refs: {:?}", s);
    }
    for s in &e {  // leverages IntoIterator for &'a Enum
      println!(".into_iter() over refs: {:?}", s);
    }
    for s in e {  // leverages IntoIterator for Enum
      println!(".into_iter() moves: {:?}", s);
    }
  }
}

Playground

我没有看到如何将 iter::emptyiter::once 强制转换为 slice::Itervec::IntoIter,或者这是否是正确的做法?

【问题讨论】:

  • 出于好奇,你为什么有这个枚举?为什么不直接使用Vec
  • 我在这里简化了我的实际用例。实际上,这些代表不同的操作。一个操作(认为 NOT)只需要一个输入,但另一个操作(认为 OR)需要多个输入,而另一个是不接受任何输入的虚拟操作。所以真的Enum { Terminal, Not(Struct), Or(Vec&lt;Struct&gt;) }

标签: rust enums iterator


【解决方案1】:

在这种情况下,所有这些变体都可以用切片表示或轻松转换为Vecs。所以你可以这样做,然后直接使用他们的迭代器。

impl IntoIterator for Enum {
    type Item = Struct;
    type IntoIter = vec::IntoIter<Struct>;
  
    fn into_iter(self) -> vec::IntoIter<Struct> {
        let vec = match self {
            Enum::Empty => Vec::new(),
            Enum::Single(single) => vec![single],
            Enum::Multi(vec) => vec,
        };
        
        vec.into_iter()
    }
}

impl<'a> IntoIterator for &'a Enum {
  type Item = &'a Struct;
  type IntoIter = slice::Iter<'a, Struct>;

    fn into_iter(self) -> slice::Iter<'a, Struct> {
        let slice = match self {
            Enum::Empty => &[],
            Enum::Single(single) => std::slice::from_ref(single),
            Enum::Multi(vec) => vec.as_slice(),
        };
        
        slice.iter()
    }
}

playground 上查看。


如果您实际上有足够多的不同变体而无法将它们强制转换为现有迭代器,则可以将迭代器实现为其他迭代器的枚举。这就是它的样子:

pub enum EnumIntoIter {
    Empty(std::iter::Empty<Struct>),
    Single(std::iter::Once<Struct>),
    Multi(std::vec::IntoIter<Struct>),
}

impl Iterator for EnumIntoIter {
    type Item = Struct;
    
    fn next(&mut self) -> Option<Struct> {
        match self {
            EnumIntoIter::Empty(iter) => iter.next(),
            EnumIntoIter::Single(iter) => iter.next(),
            EnumIntoIter::Multi(iter) => iter.next(),
        }
    }
}

impl IntoIterator for Enum {
    type Item = Struct;
    type IntoIter = EnumIntoIter;
  
    fn into_iter(self) -> EnumIntoIter {
        match self {
            Enum::Empty => EnumIntoIter::Empty(std::iter::empty()),
            Enum::Single(single) => EnumIntoIter::Single(std::iter::once(single)),
            Enum::Multi(vec) => EnumIntoIter::Multi(vec.into_iter()),
        }
    }
}

pub enum EnumIter<'a> {
    Empty(std::iter::Empty<&'a Struct>),
    Single(std::iter::Once<&'a Struct>),
    Multi(std::slice::Iter<'a, Struct>),
}

impl<'a> Iterator for EnumIter<'a> {
    type Item = &'a Struct;
    
    fn next(&mut self) -> Option<&'a Struct> {
        match self {
            EnumIter::Empty(iter) => iter.next(),
            EnumIter::Single(iter) => iter.next(),
            EnumIter::Multi(iter) => iter.next(),
        }
    }
}

impl<'a> IntoIterator for &'a Enum {
    type Item = &'a Struct;
    type IntoIter = EnumIter<'a>;
  
    fn into_iter(self) -> EnumIter<'a> {
        match self {
            Enum::Empty => EnumIter::Empty(std::iter::empty()),
            Enum::Single(single) => EnumIter::Single(std::iter::once(single)),
            Enum::Multi(vec) => EnumIter::Multi(vec.iter()),
        }
    }
}

playground查看它

【讨论】:

  • 这是最高效的方式吗?为了获得兼容的迭代器而必须创建一个空的 Vec 感觉很奇怪——但也许这和其他任何方式一样高效?
  • Empty 案例创建一个 Vec 不是问题,Single 案例是其中最糟糕的,因为它实际上必须分配才能容纳单个元素。我添加了一个更接近您的原始代码的示例实现。我不能确定哪个更好,尽管转换为 vecs 更简洁。
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