如何在结构中的数组块上实现迭代器？

Question

我想为以数组作为其字段之一的结构实现迭代器。迭代器应该 return 该数组的一部分，但这需要一个生命周期参数。该参数应该去哪里？

Rust 版本为 1.37.0

struct A {
    a: [u8; 100],
    num: usize,
}

impl Iterator for A {
    type Item = &[u8]; // this requires a lifetime parameter, but there is none declared

    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
         if self.num >= 10 {
             return None;
         }

         let res = &self.a[10*self.num..10*(self.num+1)];
         self.num += 1;
         Some(res)
    }
}

Answer 1

当您 return 来自函数的引用时，它的生命周期需要与其他东西绑定。否则，编译器将不知道引用的有效期有多长（例外情况是 'static 生命周期，它持续整个程序的持续时间）。

所以我们需要对切片的现有引用。执行此操作的一种标准方法是将引用绑定到迭代器本身。例如，

struct Iter<'a> {
    slice: &'a [u8; 100],
    num: usize,
}

那么你所拥有的几乎一字不差。（我更改了类型和字段的名称以提供更多信息）。

impl<'a> Iterator for Iter<'a> {
    type Item = &'a [u8];

    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        if self.num >= 100 {
            return None;
        }

        let res = &self.slice[10 * self.num..10 * (self.num + 1)];
        self.num += 1;
        Some(res)
    }
}

现在，您可能在某处还有实际的 [u8; 100]，而不仅仅是参考。如果您仍然想使用它，您需要的是一个单独的结构，它有一个方法可以转换为 A。例如

struct Data {
    array: [u8; 100],
}

impl Data {
    fn iter<'a>(&'a self) -> Iter<'a> {
        Iter {
            slice: &self.array,
            num: 0,
        }
    }
}

感谢生命周期省略，iter 上的生命周期可以省略：

impl Data {
    fn iter(&self) -> Iter {
        Iter {
            slice: &self.array,
            num: 0,
        }
    }
}

(playground)

只是一些注意事项。 [0u8; 100] 存在一个编译器错误。这可能是 [u8; 100] 的拼写错误，但以防万一，这就是我们不能这样做的原因。在结构定义的字段中，仅指定类型。这些字段或类似的东西没有默认值。如果您尝试为结构设置默认值，请考虑使用 Default trait.

其次，您可能已经意识到这一点，但是已经有 an implementation 切片的块迭代器。如果 slice 是一个切片（或者可以被 deref 强制转换为一个切片 - 向量和数组是主要示例），那么 slice.chunks(n) 是该切片的长度为 n 的块的迭代器。我在上面链接的代码中给出了一个例子。有趣的是，该实现使用了一个非常相似的想法：slice.chunks(n) return 是一个带有生命周期参数的新结构并实现了 Iterator。这和我们的Data::iter.

几乎一模一样

最后，您的 next 实现有一个错误，当运行时会导致越界恐慌。看看你能不能认出来！

Answer 2

我不会实现我自己的。相反，我会重用现有的 chunks iterator and :

struct A {
    a: [u8; 100],
    num: usize,
}

impl<'a> IntoIterator for &'a A {
    type Item = &'a [u8];
    type IntoIter = std::slice::Chunks<'a, u8>;

    fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
        self.a.chunks(self.num)
    }
}

fn example(a: A) {
    for chunk in &a {
        println!("{}", chunk.iter().sum::<u8>())
    }
}

如何在结构中的数组块上实现迭代器？

How to implement an iterator over chunks of an array in a struct?

iterator

lifetime

rust