使用 impl trait 返回递归迭代器时溢出评估需求

Question

我正在尝试对 Rust 中的树结构进行深度优先迭代。我以为我有一个非常好的简洁解决方案，但我无法编译它。从概念上讲，它非常简单：遍历子节点，获取每个子节点的深度优先迭代器，展平它们，并将当前节点的元数据迭代器链接到它。

#[derive(Debug, Eq, PartialEq)]
struct Node {
    metadata: Vec<i64>,
    children: Vec<Box<Node>>,
}

impl Node {
    fn depth_first_metadata_iter(&self) -> impl Iterator<Item = &i64> + '_ {
        self.children
            .iter()
            .map(|child| child.depth_first_metadata_iter())
            .flatten()
            .chain(self.metadata.iter())
    }
}

fn main() {
    let tree = Node {
        metadata: vec![1, 2, 3],
        children: vec![
            Box::new(Node {
                metadata: vec![4, 5],
                children: vec![],
            }),
            Box::new(Node {
                metadata: vec![6, 7],
                children: vec![],
            }),
        ],
    };
    println!(
        "{:?}",
        tree.depth_first_metadata_iter().collect::<Vec<&i64>>()
    );
}

但是，当我编译它时，出现以下错误：

error[E0275]: overflow evaluating the requirement `impl std::iter::Iterator`
  |
  = help: consider adding a `#![recursion_limit="128"]` attribute to your crate

（您可以在 playground 上自行查看。）

这将是一个错误是有道理的，因为我在 depth_first_metadata_iter 中进行递归调用，其中 return 嵌套迭代器，但如果没有像这样的代码可以工作，那将是非常好的必须实现自定义迭代器。

我看到的 E0275 错误的所有其他解决方案（例如 , this, this）似乎都涉及战略性地在某处放置类型注释 - 在这里可能是这样的，或者我正在尝试什么"impossible"?

Answer 1

if something like this code could work

取决于 "like" 你的意思。这很相似，可以工作，并且不需要自定义迭代器；从而满足您的所有要求：

fn depth_first_metadata_iter(&self) -> Box<Iterator<Item = &i64> + '_> {
    Box::new({
        self.children
            .iter()
            .flat_map(|child| child.depth_first_metadata_iter())
            .chain(self.metadata.iter())
    })
}

本质上，这与

中所示的问题相同

Curiously recurring generic trait pattern: overflow evaluating the requirement

暂时设身处地为编译器着想。您的原始代码显示 "I'm going to return a concrete iterator type, but I'm not going to say the exact type"。编译器仍然必须能够找出该类型，所以让我们成为编译器：

let a = self.children.iter();
// std::slice::Iter<'_, Box<Node>>

let cls = |child| child.depth_first_metadata_iter();
// Fn(&Box<Node>) -> ?X?

let b = a.flat_map(cls);
// FlatMap<Iter<'_, Box<Node>>, ?X?, Fn(&Box<Node>) -> ?X?>

let d = self.metadata.iter();
// std::slice::Iter<'_, i64>

b.chain(d);
// Chain<FlatMap<Iter<'_, Box<Node>>, ?X?, Fn(&Box<Node>) -> ?X?>, Iter<'_, i64>>

这个最终结果是 return 值，所以我们有方程式：

Chain<FlatMap<Iter<'_, Box<Node>>, ?X?, Fn(&Box<Node>) -> ?X?>, Iter<'_, i64>> === ?X?

AFAIK，不可能执行类型级代数来求解 ?X?，因此你会得到错误。

将 return 类型更改为盒装特征对象会短路所有需要的逻辑并强制使用特定的具体类型。

strategically placing a type annotation somewhere

我不相信会是这样。如果是这样，那就意味着代数是可解的，但编译器不够聪明，无法解决它。虽然这在其他情况下无疑是正确的，但我不认为它在这里。

我认为这不是一个很好的解决方案，因为这将涉及大量微小的分配。我假设（但尚未测试）使用堆栈数据结构的自定义迭代器会更有效率。

中间立场是构建整个节点集：

impl Node {
    fn depth_first_metadata_iter(&self) -> impl Iterator<Item = &i64> + '_ {
        self.x().into_iter()
    }

    fn x(&self) -> Vec<&i64> {
        fn x_inner<'a>(node: &'a Node, v: &mut Vec<&'a i64>) {
            for c in &node.children {
                x_inner(c, v)
            }
            v.extend(&node.metadata);
        }

        let mut v = Vec::new();
        x_inner(self, &mut v);
        v
    }
}

使用 impl trait 返回递归迭代器时溢出评估需求

Overflow evaluating the requirement when returning a recursive iterator using impl trait

tree

recursion

iterator

overflow

rust