方法不满足特征限制。方法由const泛型表达式限定。

Question

我目前正在实现一个射线追踪器，跟随着Jamis的“光线追踪挑战”一书。

我已经到了必须在矩阵上实现几个方法的部分，由于这些矩阵具有已知的编译时间，所以我选择使用const generics expressions (仍然只能在夜间通道上使用)来实现它们。

#![feature(generic_const_exprs)]

Matrix类型定义如下：

#[derive(Debug)]
pub struct Matrix<const N: usize>(pub [[f64; N]; N]);

我实现了以下方法：

impl<const N: usize> Matrix<N> {
    fn submatrix(&self, index: Idx) -> Matrix<{ N - 1 }> {
        //...
    }

    fn minor(&self, index: Idx) -> f64
    where
        [(); N - 1]:,
    {
        let submatrix = self.submatrix(index);
        submatrix.determinant()
    }

    fn cofactor(&self, index: Idx) -> f64
    where
        [(); N - 1]:,
    {
        let minor = self.minor(index);
        //...
    }

    fn determinant(&self) -> f64
    where
        [(); N - 1]:,
    {
        //...
    }
}

..。但是我遇到了submatrix方法的问题，它返回一个Matrix<{ N - 1 }>。

当对一个determinant方法调用submatrix方法时，这就是我们在minor方法中所做的：

fn minor(&self, index: Idx) -> f64
    where
        [(); N - 1]:,
    {
        let submatrix: Matrix<{ N - 1 }> = self.submatrix(index);
        submatrix.determinant()
    }

..。即使minor方法受到以下约束的限制：

where [(); N - 1]:,

..。编译器仍然会抱怨并建议添加相同的where bound using this expression。

error: unconstrained generic constant
   --> src/rt/matrix.rs:109:19
    |
109 |         submatrix.determinant()
    |                   ^^^^^^^^^^^
    |
    = help: try adding a `where` bound using this expression: `where [(); N - 1]:`
note: required by a bound in `Matrix::<N>::determinant`
   --> src/rt/matrix.rs:128:14
    |
126 |     fn determinant(&self) -> f64
    |        ----------- required by a bound in this
127 |     where
128 |         [(); N - 1]:,
    |              ^^^^^ required by this bound in `Matrix::<N>::determinant`

我试图为minor实现Matrix<{ N - 1 }>方法，但它似乎也不起作用(更确切地说，我不知道如何做到这一点，或者如果可能的话)：

impl<const N: usize> Matrix<{ N - 1 }> {
    fn minor(&self, index: Idx) -> f64 {
        let submatrix = self.submatrix(index);
        submatrix.determinant()
    }

..。这将产生以下错误：

error[E0207]: the const parameter `N` is not constrained by the impl trait, self type, or predicates
   --> src/rt/matrix.rs:138:12
    |
138 | impl<const N: usize> Matrix<{ N - 1 }> {
    |            ^ unconstrained const parameter
    |
    = note: expressions using a const parameter must map each value to a distinct output value
    = note: proving the result of expressions other than the parameter are unique is not supported

我想知道我在这里试图用submatrix做什么是可能的。这不是什么大问题，因为我可以为每个可能的N定义这些方法，在我的例子中，这些方法仅限于2_usize、3_usize和4_usize，但是只为Matrix<N>实现这些方法将更加简洁！

Answer 1

警告：，generic_const_exprs功能非常不稳定！不要在生产中使用它！

您可以在determinant()上调用submatrix，它已经是Matrix<{ N - 1 }> (从submatrix()返回)。因此，您也可以将其限制为where [(); N - 1 - 1]:, (请注意，Rust编译器不够聪明，无法理解这与where [(); N - 2]:,相同，也不能得出结论，如果这也适用于where [(); N - 1]:,。您必须同时编写：where [(); N - 1]:, [(); N - 1 - 1]:,)：

    fn minor(&self, index: Idx) -> f64
    where
        [(); N - 1]:,
        [(); N - 1 - 1]:,
    {
        let submatrix = self.submatrix(index);
        submatrix.determinant()
    }

    fn cofactor(&self, index: Idx) -> f64
    where
        [(); N - 1]:,
        [(); N - 1 - 1]:,
    {
        let minor = self.minor(index);
        //...
    }