Rust的const泛型上线测试版

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自 const 泛型的初始 RFC 被接受后，经过3年多的时间，const 泛型的第一个版本已经在 Rust 测试版上线了。Const 泛型是 Rust 即将推出的最令人期待的功能之一，将在 1.51 版本中推出，预计于 2021 年 3 月 25 日发布。

Const generics 是指范围为常量值的通用参数，而不是类型或生命周期。事实上，在 Rust 开发的早期，就已经有一个 const 泛型的例子：数组类型 [T;N]，对于一些类型 T 和 N:usize。然而，以前没有办法对任意大小的数组进行抽象：如果你想为任意大小的数组实现一个特质，你就必须为每个可能的值手动实现。由于这个问题，在很长一段时间里，即使是数组的标准库方法也被限制为长度最多为 32。下面是一个 const 泛型示例。

struct ArrayPair<T, const N: usize> {
    left: [T; N],
    right: [T; N],
}


impl<T: Debug, const N: usize> Debug for ArrayPair<T, N> {    // ...}

不过，由于通用 const 泛型的额外复杂性，此次的 const 泛型是 MVP（ minimal viable product ，最小可行产品）版本，只有整数类型能用于 const 泛型（即有符号和无符号整数，包括 isize、usize、char 和 bool）。这支持对数组进行抽象。未来会允许更复杂的类型，如 &str 和用户定义类型。另外，const 参数不能使用复杂的通用表达式，仅能由以下形式的 const 参数实例化：

• 一个独立的 const 参数

• 一个文字（即一个整数、布尔或字符）

• 一个具体的 const 表达式（用 { } 括起来），不涉及通用参数

fn foo<const N: usize>() {}


fn bar<T, const M: usize>() {
    foo::<M>(); // ok: `M` is a const parameter
    foo::<2021>(); // ok: `2021` is a literal
    foo::<{20 * 100 + 20 * 10 + 1}>(); // ok: const expression contains no generic parameters
    
    foo::<{ M + 1 }>(); // error: const expression contains the generic parameter `M`
    foo::<{ std::mem::size_of::<T>() }>(); // error: const expression contains the generic parameter `T`
    
    let _: [u8; M]; // ok: `M` is a const parameter
    let _: [u8; std::mem::size_of::<T>()]; // error: const expression contains the generic parameter `T`

}

除了上面描述的语言变化之外，Rust 还开始在标准库中添加利用 const 泛型的方法，比如 array::IntoIter 允许数组按值而不是按引用进行迭代。接下来，Rust 将继续优化 const 泛型，包括其默认参数问题、支持自定义类型和支持复杂表达式等等。

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