constduck：编译时鸭子类型和反射

constduck 提供了一个过程宏，可以启用对任意结构体类型的编译时鸭子类型和反射。它支持三个主要功能

• 使用字段名访问任何结构体的字段
• 从字段到值的映射中构造实例
• 在编译时反映字段类型

使用方法

在结构体上派生 ConstDuck

#![feature(adt_const_params)]
use constduck::*;

#[derive(ConstDuck)]
struct Donald {
    money: i64,
}

访问字段

当派生 ConstDuck 时，为结构体的所有字段实现了 Field<"fieldname"> 特性。您可以使用该特性编写泛型实现。例如

fn deduct_money<N, T: Field<"money", Ty = N>>(t: &mut T) 
    where N: Clone,
        N: Sub<N, Output = N>,
        N: From<i8> {
    t.set(t.get().clone() - N::from(5i8));
}

deduct_money 将适用于任何具有字段 money 并派生 ConstDuck 的结构体。

您只需为上面的示例编写一个自定义特性。并非总是可以编写自定义特性。例如，考虑以下宏

macro_rules! make_getter {
    ($struct:ident.$field:ident) => {
        impl $struct {
            pub fn $field(&self) -> &/* What to write here? */ {
                &self.$field
            }
        }
    }
}

struct Foo {
    bar: String,
    baz: u32,
}

make_getter!(Foo.bar);

在这种情况下，函数定义需要一个返回类型，但您没有足够的信息来指定类型。使用 constduck，您可以像这样编写此宏

macro_rules! make_getter {
    ($struct:ident.$field:ident) => {
        impl<T> $struct
            where Self: Field<{ stringify!($field) }, Ty = T> {
            pub fn $field(&self) -> &T {
                <Self as Field<{ stringify!($field) }>>::get(self)
            }
        }
    }
}

#[derive(ConstDuck)]
struct Foo {
    bar: String,
    baz: u32,
}

make_getter!(Foo.bar);

构造实例

如果您在宏中存储新结构体的任意表达式，则不能使用表达式的类型作为字段的类型。例如

macro_rules! create_struct {
    ($struct:ident; $($name:ident: $value:expr),*) => {{
        // For some good reason we want to generate a separate wrapper struct first and return that instead of collecting directly into `$struct`.
        struct WrapperStruct<$($name,)*> {
            $($name: $name,)*
        }

        impl<$($name,)*> From<WrapperStruct<$($name,)*>> for $struct {
            fn from(wrapper: WrapperStruct<$($name,)*>) -> Self {
                // wrapper.counter is not guaranteed to be a u32
                // So we cannot do this:
                $struct {
                    counter: wrapper.counter,
                    text: wrapper.text,
                }
            }
        }

        WrapperStruct {
            $($name: $value,)*
        }
    }}
}

我们无法在这里编写 From 的正确实现，因为通常无法将“类型必须有两个字段 counter: u32 和 text: String” 表达为一个约束。

impl<$($name,)*> From<WrapperStruct<$($name,)*>> for $struct 
    where $struct: ConstructFrom<WrapperStruct<$($name,)*>> {
    fn from(wrapper: WrapperStruct<$($name,)*>) -> Self {
        $struct::construct(wrapper)
    }
}