泛型参数

函数、类型别名、结构体、枚举、联合体、trait 和实现 可以通过类型、常量和生命周期进行参数化。这些参数列在尖括号（<...>）中，通常紧跟在项的名称之后、其定义之前。对于没有名称的实现，它们直接跟在 impl 之后。

泛型参数的顺序仅限于生命周期参数，然后是类型和 const 参数的混合。

在 GenericParams 列表中不能多次声明相同的参数名称。

具有类型、const 和生命周期参数的项的一些示例：

#![allow(unused)]
fn main() {
fn foo<'a, T>() {}
trait A<U> {}
struct Ref<'a, T> where T: 'a { r: &'a T }
struct InnerArray<T, const N: usize>([T; N]);
struct EitherOrderWorks<const N: bool, U>(U);
}

泛型参数在声明它们的项定义的作用域内。它们不在项声明中描述的函数主体内声明的项的作用域内。有关更多详细信息，请参阅泛型参数作用域。

引用、裸指针、数组、切片、元组 和函数指针 也有生命周期或类型参数，但不使用路径语法引用。

'_ 和 'static 不是有效的生命周期参数名称。

Const 泛型

Const 泛型参数允许项对常量值进行泛型。

const 标识符在值命名空间中为常量参数引入一个名称，项的所有实例必须使用给定类型的值实例化。

唯一允许的 const 参数类型是 u8、u16、u32、u64、u128、usize、i8、i16、i32、i64、i128、isize、char 和 bool。

Const 参数可以在常量项可以使用的任何地方使用，但在类型或数组重复表达式中使用时，它必须是独立的（如下所述）。也就是说，它们在以下位置被允许：

1. 作为应用于任何类型的已应用 const，该类型构成相关项签名的一部分。
2. 作为用于定义关联常量的 const 表达式的一部分，或作为关联类型的参数。
3. 作为项中任何函数主体中任何运行时表达式的值。
4. 作为项中任何函数主体中使用的任何类型的参数。
5. 作为项中任何字段的类型的一部分。

#![allow(unused)]
fn main() {
// Examples where const generic parameters can be used.

// Used in the signature of the item itself.
fn foo<const N: usize>(arr: [i32; N]) {
    // Used as a type within a function body.
    let x: [i32; N];
    // Used as an expression.
    println!("{}", N * 2);
}

// Used as a field of a struct.
struct Foo<const N: usize>([i32; N]);

impl<const N: usize> Foo<N> {
    // Used as an associated constant.
    const CONST: usize = N * 4;
}

trait Trait {
    type Output;
}

impl<const N: usize> Trait for Foo<N> {
    // Used as an associated type.
    type Output = [i32; N];
}
}

#![allow(unused)]
fn main() {
// Examples where const generic parameters cannot be used.
fn foo<const N: usize>() {
    // Cannot use in item definitions within a function body.
    const BAD_CONST: [usize; N] = [1; N];
    static BAD_STATIC: [usize; N] = [1; N];
    fn inner(bad_arg: [usize; N]) {
        let bad_value = N * 2;
    }
    type BadAlias = [usize; N];
    struct BadStruct([usize; N]);
}
}

作为进一步的限制，const 参数只能作为独立参数出现在类型或数组重复表达式内部。在这些上下文中，它们只能用作单个段路径表达式，可能在块内部（如 N 或 {N}）。也就是说，它们不能与其他表达式组合。

#![allow(unused)]
fn main() {
// Examples where const parameters may not be used.

// Not allowed to combine in other expressions in types, such as the
// arithmetic expression in the return type here.
fn bad_function<const N: usize>() -> [u8; {N + 1}] {
    // Similarly not allowed for array repeat expressions.
    [1; {N + 1}]
}
}

路径中的 const 参数指定要用于该项的 const 值。

参数必须是推断 const 或归因于 const 参数的类型的常量表达式。常量表达式必须是[块表达式][block expression]（用大括号括起来），除非它是单个路径段（IDENTIFIER）或字面量（可能带有前导 - 词法单元）。

#![allow(unused)]
fn main() {
struct S<const N: i64>;
const C: i64 = 1;
fn f<const N: i64>() -> S<N> { S }

let _ = f::<1>(); // Literal.
let _ = f::<-1>(); // Negative literal.
let _ = f::<{ 1 + 2 }>(); // Constant expression.
let _ = f::<C>(); // Single segment path.
let _ = f::<{ C + 1 }>(); // Constant expression.
let _: S<1> = f::<_>(); // Inferred const.
let _: S<1> = f::<(((_)))>(); // Inferred const.
}

在期望 const 参数的地方，可以使用 _（可选地用任意数量的匹配括号括起来），称为推断 const（路径规则，数组表达式规则）。这要求编译器根据周围信息推断 const 参数（如果可能）。

#![allow(unused)]
fn main() {
fn make_buf<const N: usize>() -> [u8; N] {
    [0; _]
    //  ^ Infers `N`.
}
let _: [u8; 1024] = make_buf::<_>();
//                             ^ Infers `1024`.
}

推断 const 不能在项签名中使用。

#![allow(unused)]
fn main() {
fn f<const N: usize>(x: [u8; N]) -> [u8; _] { x }
//                                       ^ ERROR not allowed
}

当存在歧义，即泛型参数可以解析为类型或 const 参数时，它始终被解析为类型。将参数放在块表达式中可以强制将其解释为 const 参数。

#![allow(unused)]
fn main() {
type N = u32;
struct Foo<const N: usize>;
// The following is an error, because `N` is interpreted as the type alias `N`.
fn foo<const N: usize>() -> Foo<N> { todo!() } // ERROR
// Can be fixed by wrapping in braces to force it to be interpreted as the `N`
// const parameter:
fn bar<const N: usize>() -> Foo<{ N }> { todo!() } // ok
}

与类型和生命周期参数不同，const 参数可以在参数化项内声明而不使用，但泛型实现中描述的实现除外：

#![allow(unused)]
fn main() {
// ok
struct Foo<const N: usize>;
enum Bar<const M: usize> { A, B }

// ERROR: unused parameter
struct Baz<T>;
struct Biz<'a>;
struct Unconstrained;
impl<const N: usize> Unconstrained {}
}

解析 trait 约束义务时，在确定约束是否满足时不考虑 const 参数的所有实现的穷举性。例如，在以下示例中，即使实现了 bool 类型的所有可能 const 值，trait 约束未满足仍然是错误的：

#![allow(unused)]
fn main() {
struct Foo<const B: bool>;
trait Bar {}
impl Bar for Foo<true> {}
impl Bar for Foo<false> {}

fn needs_bar(_: impl Bar) {}
fn generic<const B: bool>() {
    let v = Foo::<B>;
    needs_bar(v); // ERROR: trait bound `Foo<B>: Bar` is not satisfied
}
}

Where 子句

Where 子句提供了另一种方式来指定类型和生命周期参数的约束，以及一种方式来指定非类型参数的类型上的约束。

for 关键字可用于引入高阶生命周期。它只允许 LifetimeParam 参数。

#![allow(unused)]
fn main() {
struct A<T>
where
    T: Iterator,            // Could use A<T: Iterator> instead
    T::Item: Copy,          // Bound on an associated type
    String: PartialEq<T>,   // Bound on `String`, using the type parameter
    i32: Default,           // Allowed, but not useful
{
    f: T,
}
}

属性

泛型生命周期和类型参数允许在它们上面使用属性。在此位置没有任何内置属性可以做任何事情，尽管自定义派生属性可能会赋予其意义。

此示例显示使用自定义派生属性来修改泛型参数的含义。

// Assume that the derive for MyFlexibleClone declared `my_flexible_clone` as
// an attribute it understands.
#[derive(MyFlexibleClone)]
struct Foo<#[my_flexible_clone(unbounded)] H> {
    a: *const H
}