[解決済み] Iterator（またはその他の trait）を返す正しい方法は何ですか？

質問

以下のRustコードは問題なくコンパイル・実行されます。

fn main() {
    let text = "abc";
    println!("{}", text.split(' ').take(2).count());
}

その後、次のようなことをやってみたのですが......コンパイルできませんでした。

fn main() {
    let text = "word1 word2 word3";
    println!("{}", to_words(text).take(2).count());
}

fn to_words(text: &str) -> &Iterator<Item = &str> {
    &(text.split(' '))
}

主な問題は、関数の戻り値の型がわからないことです。 to_words() があるはずです。コンパイラはこう言っています。

error[E0599]: no method named `count` found for type `std::iter::Take<std::iter::Iterator<Item=&str>>` in the current scope
 --> src/main.rs:3:43
  |
3 |     println!("{}", to_words(text).take(2).count());
  |                                           ^^^^^
  |
  = note: the method `count` exists but the following trait bounds were not satisfied:
          `std::iter::Iterator<Item=&str> : std::marker::Sized`
          `std::iter::Take<std::iter::Iterator<Item=&str>> : std::iter::Iterator`

これを実行するための正しいコードは何でしょう？ ...そして、私の知識のギャップはどこにあるのでしょう？

どのように解決するのですか？

コンパイラにガイドさせるのが便利なんだ。

fn to_words(text: &str) { // Note no return type
    text.split(' ')
}

コンパイルすると

error[E0308]: mismatched types
 --> src/lib.rs:5:5
  |
5 |     text.split(' ')
  |     ^^^^^^^^^^^^^^^ expected (), found struct `std::str::Split`
  |
  = note: expected type `()`
             found type `std::str::Split<'_, char>`
help: try adding a semicolon
  |
5 |     text.split(' ');
  |                    ^
help: try adding a return type
  |
3 | fn to_words(text: &str) -> std::str::Split<'_, char> {
  |                         ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

コンパイラの提案に従って、それを私の戻り値としてコピーペーストしています（少し整理して）。

use std::str;

fn to_words(text: &str) -> str::Split<'_, char> {
    text.split(' ')
}

のような trait を返すことができないのが問題です。 Iterator なぜなら、traitはサイズを持たないからです。つまり、Rustはその型にどれだけの領域を確保すればいいのかわからないのです。あなたは は、ローカル変数への参照を返すこともできません。 を返します。 &dyn Iterator は非推奨です。

インプリメンタル特性

Rust 1.26以降では、このように impl trait :

fn to_words<'a>(text: &'a str) -> impl Iterator<Item = &'a str> {
    text.split(' ')
}

fn main() {
    let text = "word1 word2 word3";
    println!("{}", to_words(text).take(2).count());
}

これの使い方には制限があります。単一の型しか返すことができず（条件付きは不可！）、自由関数か固有の実装で使用しなければなりません。

ボックス型

多少効率が悪くなっても構わないのであれば、このように Box<dyn Iterator> :

fn to_words<'a>(text: &'a str) -> Box<dyn Iterator<Item = &'a str> + 'a> {
    Box::new(text.split(' '))
}

fn main() {
    let text = "word1 word2 word3";
    println!("{}", to_words(text).take(2).count());
}

を可能にする主要なオプションです。 ダイナミックディスパッチ . つまり、コードの正確な実装は、コンパイル時ではなく、実行時に決定されます。つまり、ある条件に基づいて複数の具象型イテレータを返す必要がある場合に適している。

ニュータイプ

use std::str;

struct Wrapper<'a>(str::Split<'a, char>);

impl<'a> Iterator for Wrapper<'a> {
    type Item = &'a str;

    fn next(&mut self) -> Option<&'a str> {
        self.0.next()
    }

    fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
        self.0.size_hint()
    }
}

fn to_words(text: &str) -> Wrapper<'_> {
    Wrapper(text.split(' '))
}

fn main() {
    let text = "word1 word2 word3";
    println!("{}", to_words(text).take(2).count());
}

タイプエイリアス

として reemさんご指摘の

use std::str;

type MyIter<'a> = str::Split<'a, char>;

fn to_words(text: &str) -> MyIter<'_> {
    text.split(' ')
}

fn main() {
    let text = "word1 word2 word3";
    println!("{}", to_words(text).take(2).count());
}

クロージャの扱い

いつ impl Trait が使用できない場合、クロージャは事態をより複雑にします。クロージャは無名型を作成し、これらは戻り値の型に名前を付けることができません。

fn odd_numbers() -> () {
    (0..100).filter(|&v| v % 2 != 0)
}

found type `std::iter::Filter<std::ops::Range<{integer}>, [closure@src/lib.rs:4:21: 4:36]>`

場合によっては、これらのクロージャを関数に置き換えて、名前を付けることができます。

fn odd_numbers() -> () {
    fn f(&v: &i32) -> bool {
        v % 2 != 0
    }
    (0..100).filter(f as fn(v: &i32) -> bool)
}

found type `std::iter::Filter<std::ops::Range<i32>, for<'r> fn(&'r i32) -> bool>`

そして、上記のアドバイスに従って

use std::{iter::Filter, ops::Range};

type Odds = Filter<Range<i32>, fn(&i32) -> bool>;

fn odd_numbers() -> Odds {
    fn f(&v: &i32) -> bool {
        v % 2 != 0
    }
    (0..100).filter(f as fn(v: &i32) -> bool)
}

条件分岐の処理

イテレータを条件付きで選択する必要がある場合、以下を参照してください。 複数のイテレータのうち1つを条件付きで反復処理する .