有没有办法自动借用重载的运算符？

Question

我正在尝试在 Rust 中实现一个基本的多项式类型，并使用用于数学运算的重载运算符。到目前为止，我可以通过重载运算符来实现加法、减法等基本运算。问题是，我想通过引用获取操作数以避免不必要的副本。 IE。 :

impl ops::Add for &Polynomial {
    type Output = Polynomial;
    fn add(self, other: Self) -> Polynomial {
        let mut result = self.clone();
        for (power, coeff) in other.coefficients.iter().enumerate() {
            result.add_coeff(power, *coeff);
        }
        result
    }
}
impl ops::Sub for &Polynomial {
    //  Implementation
    //  ...
}
impl ops::Mul for &Polynomial {
    //  Implementation
    //  ...
}
//  Etc.

这按预期工作，但是它迫使用户每次都显式借用操作数，随着表达式变得更加复杂，这变得不太可读：

let (quotient, remainder) = p2.div_rem(&p1);

assert_eq!(&(&quotient * &p1) + &remainder, p2);

//  Even worse example found on the internet.
//  Note that you need to explicitly borrow each and every intermediate result :
let result = &(&(&a * &b) + &(&c * &d)) / 2;

而不是最后两行，我认为如果我可以写成：

，它会更清晰易读。

assert_eq!(quotient * p1 + remainder, p2);

let result = (a * b + c * d) / 2;

…并让借用“自动”发生（就像当您调用一个将

&self

作为任何值的第一个参数的方法时所做的那样：它会自动且隐式地借用，而无需显式借用它）。

但是我不知道是否可以这样做，或者如何做？

Answer 1

据我所知，不，没有简单的方法可以做到这一点，因为 Rust 引用总是显式的，而不是隐式的，这是由于两种设计选择（即避免 C++ 引用的相同设计问题，这是奇怪）和必要性（由于借用检查器）。

T, &T, &mut T, *const T

，...都是不同的类型，具有不同的语义，因此允许

impl ops::Add for &Polynomial

也适用于

Polynomial

基本上意味着

impl ops::Add for &T

将自动为

ops::Add

实现

T

，这可以导致非常奇怪且可能不安全的结果，特别是如果相反的情况也是如此。那

&mut

呢？

&mut T

会自动衰减为

&

吗？这对借用本身的生命周期有何影响？

此外，在非

ops::Add

值类型上实现

Copy

非常奇怪，因为运算符会导致其操作数被移入 - 这绝对不是人们在使用

+

时大多数时候所期望的。

Answer 2

标准方法是为引用和值定义算术运算。这对于实现来说可能有点乏味（通常涉及宏来减少代码重复），但为 API 用户提供了最大的可用性。

用户可以编写看起来很常规的代码，而无需额外的借用，但也可以选择在想要保留该值以供以后使用时进行借用（从而避免不必要的复制）。例如，使用

num_bigint

板条箱，所有这些都可以工作：

    assert!(BigUint::from(1u8) + BigUint::from(1u8) == BigUint::from(2u8));
    assert!(&BigUint::from(1u8) + &BigUint::from(1u8) == BigUint::from(2u8));
    assert!(BigUint::from(1u8) + &BigUint::from(1u8) == BigUint::from(2u8));
    assert!(&BigUint::from(1u8) + BigUint::from(1u8) == BigUint::from(2u8));

Answer 3

您可以使用

std::borrow::Borrow

实现大部分目标，它允许您在正确的运算符是借用或移动时实现运算符。这是有效的，因为

Borrow<T>

具有

&T

的全面实现，但实际上什么也不做。不幸的是，你不能用一种特质来替代另一种特质。因此，对于左运算符是借用和移动的情况，您需要一个

impl

：impl