泛型参数

语法
GenericParams :
      < >
   | < (GenericParam ,)* GenericParam ,? >

GenericParam :
   OuterAttribute* ( LifetimeParam | TypeParam | ConstParam )

LifetimeParam :
   Lifetime ( : LifetimeBounds )?

TypeParam :
   IDENTIFIER ( : TypeParamBounds? )? ( = Type )?

ConstParam:
   const IDENTIFIER : Type ( = Block | IDENTIFIER | -?LITERAL )?

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。这些参数通常列在尖括号（<...>）中，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，然后是类型参数和常量参数混合排列。

在 GenericParams 列表中，同一个参数名称不能声明多次。

带有类型、常量和生命周期参数的一些项的例子

#![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);
}

泛型参数在其声明的项定义范围内有效。正如项声明中所述，它们在函数体中声明的项内无效。有关更多详细信息，请参见泛型参数作用域。

引用、裸指针、数组、切片、元组和函数指针也具有生命周期或类型参数，但不用路径语法来引用它们。

'_ 和 'static 不是有效的生命周期参数名称。

常量泛型

常量泛型参数允许项对常量值进行泛型化。

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

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

常量参数可以在任何可以使用常量项的地方使用，但当它们用于类型或数组重复表达式时，必须是独立的（如下所述）。也就是说，它们允许出现在以下位置：

  1. 作为应用于所讨论项签名一部分的任何类型的常量。
  2. 作为用于定义关联常量的常量表达式的一部分，或作为关联类型的参数。
  3. 作为该项中任何函数体内的任何运行时表达式中的值。
  4. 作为该项中任何函数体中使用的任何类型的参数。
  5. 作为该项中任何字段类型的一部分。
#![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，常量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的路径表达式，可能在块内（例如 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}]
}
}

在路径中的常量参数指定了该项要使用的常量值。

参数必须是赋予常量参数类型的常量表达式。常量表达式必须是块表达式（用花括号包围），除非它是单个路径段（一个IDENTIFIER）或字面量（可能带有前导 - 符号）。

注意

这个语法限制是必要的，以避免在解析类型内部的表达式时需要无限向前查看。

#![allow(unused)]
fn main() {
fn double<const N: i32>() {
    println!("doubled: {}", N * 2);
}

const SOME_CONST: i32 = 12;

fn example() {
    // Example usage of a const argument.
    double::<9>();
    double::<-123>();
    double::<{7 + 8}>();
    double::<SOME_CONST>();
    double::<{ SOME_CONST + 5 }>();
}
}

当泛型参数可能被解析为类型参数或常量参数而存在歧义时，它总是被解析为类型。将参数放在块表达式中可以强制将其解释为常量参数。

#![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
}

与类型参数和生命周期参数不同，常量参数可以声明而不在参数化的项中使用，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 {}
}

在解析 trait 约束义务时，在确定约束是否满足时，不考虑常量参数所有实现的穷举性。例如，在下面的例子中，即使 bool 类型的所有可能常量值都已实现，但 trait 约束未满足仍然是一个错误：

#![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 从句

语法
WhereClause :
   where ( WhereClauseItem , )* WhereClauseItem ?

WhereClauseItem :
      LifetimeWhereClauseItem
   | TypeBoundWhereClauseItem

LifetimeWhereClauseItem :
   Lifetime : LifetimeBounds

TypeBoundWhereClauseItem :
   ForLifetimes? Type : TypeParamBounds?

Where 从句提供了另一种指定类型和生命周期参数约束的方式，同时也提供了一种指定非类型参数的类型约束的方式。

for 关键字可用于引入高阶生命周期。它只允许使用 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

泛型生命周期参数和类型参数允许在其上使用属性。在这个位置没有内置的属性会做任何事情，但自定义 derive 属性可能会赋予其意义。

此示例展示了如何使用自定义 derive 属性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
}