在 Rust 中使用 CGP 实现可扩展数据类型 - 第 3 部分:实现可扩展记录 | 上下文泛型编程

这是关于在 Rust 中使用 CGP 实现可扩展记录的系列博客的第三部分,主要内容如下:

  • 系列回顾:这是该系列的第三部分,前两部分介绍了 CGP v0.4.2 的新发布,支持使用可扩展记录和变体,展示了可扩展构建器模式和模块化访问者模式的示例,此部分将深入探讨可扩展记录的内部机制。
  • 基础理论:CGP 中可扩展数据类型的设计灵感来自编程语言社区的大量研究,与其他类似方法的关键区别在于与 CGP 系统的无缝集成。
  • 约束传播问题:在 Rust 中解决约束感知函数组合问题通常需要高级语言功能,CGP 通过将函数表示为类型,并使用特质和类型级编程来管理组合和约束传播,解决了这一问题。
  • 类型级组合:CGP 引入了在 Rust 中进行这种组合的能力,通过将函数转换为 CGP 提供程序,使用特质和类型级编程来管理组合和约束传播。
  • 基础实现

    • HasField特质:提供对结构体字段的只读访问,通过PhantomData参数允许 Rust 推断请求的字段。
    • PartialRecords:为了解决 Rust 结构体系统的局限性,引入了部分记录的概念,通过MapType特质和IsPresentIsNothing实现来控制字段的存在与否。
    • HasBuilder特质:允许初始化一个部分记录,其中所有字段默认都不存在,通过Builder类型和builder方法实现。
    • BuildField特质:用于增量填充部分记录中的字段,通过Tag参数标识要构建的字段,Value表示字段类型,Output表示构建后的新类型。
    • FinalizeBuild特质:在构建器完全填充后,将部分记录转换为完整的结构体,通过finalize_build方法实现。
  • 记录合并的实现:通过IntoBuilderTakeFieldHasFieldsBuildFrom等特质,实现了将一个结构体合并到另一个结构体中的功能,这些特质协同工作,以类型安全的方式处理字段的转移和合并。
  • 构建器调度器

    • BuildWithHandlers提供程序:用于组合多个构建器提供程序的输出,通过OutputHandlersRes类型参数实现,使用PipeHandlers进行管道处理。
    • BuildAndMerge:用于合并一个构建器的输出,通过Provider类型参数实现,使用BuildFrom特质将结果合并到现有构建器中。
    • BuildAndSetField:用于设置单个字段的值,通过TagValue类型参数实现,使用BuildField特质将值设置到特定字段中。
    • MapFields特质:用于在类型级列表上进行映射,通过Mapper类型参数实现,类似于在值级列表上使用.iter().map()
    • BuildAndMergeOutputs:通过组合BuildWithHandlersBuildAndMerge实现,使用ToBuildAndMergeHandler类型映射器简化了构建过程。
    • HidingConstraintsWithDelegateComponents:通过使用delegate_components!宏将BuildAndMergeOutputs转换为常规提供程序结构,隐藏内部约束,提高了抽象的可组合性和扩展性。
  • 结论:介绍了 CGP 支持可扩展记录的方式,包括部分记录和字段特质、BuildWithHandlers调度器、BuildAndMergeOutputs调度器等,这些构建块构成了更高级组合模式的基础。
  • 未来扩展:可扩展记录和构建器的模块化实现使得进一步扩展系统变得容易,未来计划支持字段的删除、覆盖和默认值填充等功能。
  • 下一部分:在系列的最后一部分,将探讨 CGP 如何实现可扩展变体,许多用于可扩展记录的概念将在其中得到应用。
  • 招聘信息:作者可用于招聘。
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