从一个向量多次使用迭代器作为函数的参数

Question

我正在尝试编写一些 Rust 代码来解码来自 SDR 接收器的 GPS 数据。我正在从文件中读取样本并将二进制数据转换为一系列复数，这是一个耗时的过程。但是，有时我想将样本流式传输而不将它们保存在内存中（例如，一个非常大的文件仅以一种方式处理或直接从接收器中获取样本），而其他时候我想将整个数据集保存在内存中（例如一个小文件以多种不同的方式处理）以避免重复解析二进制文件的工作。

因此，我想用迭代器编写尽可能通用的函数或结构，但我知道它们没有大小限制，所以我需要将它们放在 Box 中。我本来希望这样的事情能奏效。

这是我能想出的最简单的例子来说明同样的基本问题。

fn sum_squares_plus(iter: Box<Iterator<Item = usize>>, x: usize) -> usize {
    let mut ans: usize = 0;
    for i in iter {
        ans += i * i;
    }
    ans + x
}

fn main() {
    // Pretend this is an expensive operation that I don't want to repeat five times
    let small_data: Vec<usize> = (0..10).collect();

    for x in 0..5 {
        // Want to iterate over immutable references to the elements of small_data
        let iterbox: Box<Iterator<Item = usize>> = Box::new(small_data.iter());
        println!("{}: {}", x, sum_squares_plus(iterbox, x));
    }

    // 0..100 is more than 0..10 and I'm only using it once,
    // so I want to 'stream' it instead of storing it all in memory
    let x = 55;
    println!("{}: {}", x, sum_squares_plus(Box::new(0..100), x));
}

我尝试了几种不同的变体，但 none 似乎有效。在这种特殊情况下，我得到

error[E0271]: type mismatch resolving `<std::slice::Iter<'_, usize> as std::iter::Iterator>::Item == usize`
  --> src/main.rs:15:52
   |
15 |         let iterbox: Box<Iterator<Item = usize>> = Box::new(small_data.iter());
   |                                                    ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ expected reference, found usize
   |
   = note: expected type `&usize`
              found type `usize`
   = note: required for the cast to the object type `dyn std::iter::Iterator<Item = usize>`

我不担心并发性，我很乐意让它在单个线程上按顺序工作，但并发解决方案将是一个不错的奖励。

Answer 1

您当前运行遇到的错误在这里：

let iterbox:Box<Iterator<Item = usize>> = Box::new(small_data.iter());

您声明您想要 returns usize 项的迭代器，但 small_data.iter() 是 returns 引用 usize 项的迭代器(&usize)。这就是您收到错误 "expected reference, found usize" 的原因。 usize 是一种可克隆的小型类型，因此您可以简单地使用 .cloned() 迭代器适配器来提供实际上 returns 一个 usize 的迭代器。

let iterbox: Box<Iterator<Item = usize>> = Box::new(small_data.iter().cloned());

一旦你越过这个障碍，下一个问题是通过 small_data 返回的迭代器包含对 small_data 的引用。由于 sum_squares_plus 被定义为接受 Box<Iterator<Item = usize>>，因此在该签名中暗示框内的 Iterator 特征对象具有 'static 生命周期。您提供的迭代器不是因为它借用了 small_data。要解决此问题，您需要将 sum_squares_plus 定义调整为

fn sum_squares_plus<'a>(iter: Box<Iterator<Item = usize> + 'a>, x: usize) -> usize

注意 'a 生命周期注释。然后代码应该可以编译，但是除非这里明确定义的内容之外有一些限制，否则更惯用和有效的方法是避免使用特征对象和相关分配。下面的代码应该使用没有任何特征对象的静态分派。

fn sum_squares_plus<I: Iterator<Item = usize>>(iter: I, x: usize) -> usize {
    let mut ans: usize = 0;
    for i in iter {
        ans += i * i;
    }
    ans + x
}

fn main() {
    // Pretend this is an expensive operation that I don't want to repeat five times
    let small_data: Vec<usize> = (0..10).collect();

    for x in 0..5 {
        println!("{}: {}", x, sum_squares_plus(small_data.iter().cloned(), x));
    }

    // 0..100 is more than 0..10 and I'm only using it once,
    // so I want to 'stream' it instead of storing it all in memory
    let x = 55;
    println!("{}: {}", x, sum_squares_plus(Box::new(0..100), x));
}

从一个向量多次使用迭代器作为函数的参数

Using an iterator as an argument to a function multiple times from one vector

rust

iterator

ownership