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お世話様です。

Rustの習作をかねて以下のようなコードを書いております。

環境は以下の通りです。

  • nightly-x86_64-pc-windows-gnu (default)
  • rustc 1.74.0-nightly (62ebe3a2b 2023-09-08)

trait Generator
{
    type T;
    fn generate(&mut self)->Self::T;
}


trait Distributor{
    type T;
    type U;
    type G:Generator<T=Self::U>;
    fn generator(&mut self)->&mut Self::G;

    fn toss(&mut self)->Self::T
    {
        let mut gen=self.generator();
    
        loop{
            let candidate=gen.generate();
    
            return match self.conv(candidate) {
                None => continue,
                Some(s) => s
            };
        }
    }

    fn conv(&self,scr:Self::U)->Option<Self::T>;
}

fn main() {
}

概略Generatorにて得た値をDistributorで変換して値を得るという使用用途を想定しております。
さてこのとき、convで受容できる値域以外ではNoneを返却することで再びgenerate関数を呼びだし、成功するまでループするようtoss関数のデフォルト実装を行いました。
これをコンパイルしようとしたところ、当然let mut gen=self.generator();でmutable borrowが発生しその後ループの内方でself.convを呼び出したためborrow checkではじかれてエラーになりました。このコンパイルエラーの意図も理由も理解は出来るモノであります。
また、以下のように書き直すことで問題なくビルドできることも理解できております。

    fn toss(&mut self)->Self::T
   {
       loop{
           let candidate=self.generator().generate();

           return match self.conv(candidate) {
               None => continue,
               Some(s) => s
           };
       }
   }

上記のような実装を行った場合、基本的には問題はないと思われます。しかしながら、self.generator()の処理が複雑で有った場合、余計なオーバーヘッドコストが発生する場合を考えると余り望ましくないシナリオの発生を予見できることもまた事実です。

このような場合、例えばGeneratorRefCellで包んでしまうなどの方策は思い浮かんだのですが、他に妙案が有ればご教授いただきたく質問させていただきました。

以上よろしく御願い致します。

1 件の回答 1

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解決策のひとつとして、Generatortossメソッドの引数として渡す方法があります。

trait Generator {
    type T;
    fn generate(&mut self) -> Self::T;
}

trait Distributor {
    type T;
    type U;

    fn toss(&mut self, gen: &mut impl Generator<T = Self::U>) -> Self::T {
        loop {
            let candidate = gen.generate();

            match self.conv(candidate) {
                None => continue,
                Some(s) => return s,
            };
        }
    }

    fn conv(&self, scr: Self::U) -> Option<Self::T>;
}

fn main() {}

たとえばrandクレートのDistributionトレイトはそういうやり方をしていて、Rng(Random Number Generator)を引数にとります。

https://rust-random.github.io/book/guide-dist.html

pub trait Distribution<T> {
    fn sample<R: Rng + ?Sized>(&self, rng: &mut R) -> T;

    // ...
}

Generatorにて得た値をDistributorで変換して値を得るという使用用途を想定しております。

ちなみに、Rustですと、そういう場合はIteratorを使うのが一般的かもしれません。

// 1ずつ増加する自然数を無限に生成するジェネレーター(イテレーター)
let gen = (0..).into_iter();

// 3の倍数なら`None`を返し、それ以外は`Some(倍数)`を返すコンバーター
let conv = |x| if x % 3 == 0 { None } else { Some(x * 2) };

// コンバーターを使ってジェネレーターから値を取り出すディストリビューター(イテレーター)
let dist = gen.filter_map(conv);

// ジェネレーターから最初の10個の値を取り出しながら表示する
for x in dist.take(10) {
    println!("{x}");
}

randクレートのDistributionトレイトにもIteratorを返すメソッドが実装されています。それを使うとIteratorが提供するメソッドを後ろに繋げていくことができます。

pub trait Distribution<T> {
    // a convenience function defined using sample:
    fn sample_iter<R>(self, rng: R) -> DistIter<Self, R, T>
    where
        Self: Sized,
        R: Rng,
    {
        // [has a default implementation]
    }
}
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  • ご教授ありがとう御座いました。 GeneratorをDistributorに抱えても外から触れてしまう実装も存在するのは理解していますが、それでもなるべく外からいじらせたくないという思いが強く引数で渡すという解法を無意識にRejectしておりました。 実装例だけではなく、近傍の実際例、加えて望まれるトレイト実装を含めてご教授ありがとう御座いました! (一部誤認があり再投稿しました
    – 時計屋
    Commented 2023年9月11日 3:52

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