在 Rust 中探索虚类型参数

简介

在本实验中，我们将探讨虚类型参数（phantom type parameter）的概念，它是在编译时进行静态检查的类型参数，没有任何运行时行为或值。我们通过将 std::marker::PhantomData 与虚类型参数的概念相结合，在 Rust 中展示它们的用法，以创建包含不同数据类型的元组和结构体。

注意：如果实验未指定文件名，你可以使用任何你想要的文件名。例如，你可以使用 main.rs，并通过 rustc main.rs &&./main 进行编译和运行。

虚类型参数

虚类型参数是在运行时不会出现，但仅在编译时进行静态检查的参数。

数据类型可以使用额外的泛型类型参数来充当标记，或在编译时执行类型检查。这些额外的参数不持有存储值，也没有运行时行为。

在以下示例中，我们将 [std::marker::PhantomData] 与虚类型参数概念相结合，以创建包含不同数据类型的元组。

use std::marker::PhantomData;

// 一个虚元组结构体，它对 `A` 是泛型的，带有隐藏参数 `B`。
#[derive(PartialEq)] // 允许对这个类型进行相等性测试。
struct PhantomTuple<A, B>(A, PhantomData<B>);

// 一个虚类型结构体，它对 `A` 是泛型的，带有隐藏参数 `B`。
#[derive(PartialEq)] // 允许对这个类型进行相等性测试。
struct PhantomStruct<A, B> { first: A, phantom: PhantomData<B> }

// 注意：为泛型类型 `A` 分配了存储空间，但没有为 `B` 分配。
// 因此，`B` 不能用于计算。

fn main() {
    // 这里，`f32` 和 `f64` 是隐藏参数。
    // PhantomTuple 类型指定为 `<char, f32>`。
    let _tuple1: PhantomTuple<char, f32> = PhantomTuple('Q', PhantomData);
    // PhantomTuple 类型指定为 `<char, f64>`。
    let _tuple2: PhantomTuple<char, f64> = PhantomTuple('Q', PhantomData);

    // 类型指定为 `<char, f32>`。
    let _struct1: PhantomStruct<char, f32> = PhantomStruct {
        first: 'Q',
        phantom: PhantomData,
    };
    // 类型指定为 `<char, f64>`。
    let _struct2: PhantomStruct<char, f64> = PhantomStruct {
        first: 'Q',
        phantom: PhantomData,
    };

    // 编译时错误！类型不匹配，所以这些不能进行比较：
    // println!("_tuple1 == _tuple2 yields: {}",
    //           _tuple1 == _tuple2);

    // 编译时错误！类型不匹配，所以这些不能进行比较：
    // println!("_struct1 == _struct2 yields: {}",
    //           _struct1 == _struct2);
}

虚类型参数

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虚类型参数

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