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这段代码实现了一个类型级的加一操作(Add1 trait)#xff0c;用于在Rust的类型系统中进行数值加一运算。
//! 加一操作特质实现 / Increment operation trait implementation
//!
//! 说明#xff1a;
//! 1. Z0、P1,、N1 1#xff0c;常规计算
//! 2. …一、原码
这段代码实现了一个类型级的加一操作(Add1 trait)用于在Rust的类型系统中进行数值加一运算。
//! 加一操作特质实现 / Increment operation trait implementation
//!
//! 说明
//! 1. Z0、P1,、N1 1常规计算
//! 2. B0H 1该位B1无进位原高位是N1时要规范格式即HN1时要特化此时源码为B0N1
//! 3. B1H 1该位B0有进位当H1 Z0时要规范格式,即HN1时要特化此时源码为B1N1不是简化格式use crate::number::{NonNegOne, NonZero, Primitive, Var, B0, B1, N1, P1, Z0, FixedPoint, Float};
/// 加一特质 / Increment trait
///
/// 为类型系统提供加一操作的计算能力
/// Provides increment operation capability for type system
pub trait Add1 {/// 加一后的输出类型 / Output type after incrementtype Output;fn add1(self) - Self::Output;
}// 基础类型实现 / Basic Type Implementations /// Z0 (0) 加一实现 / Increment for Z0 (0)
///
/// 0 1 1 (B1Z0)
impl Add1 for Z0 {type Output P1; //P1替换B1Z0#[inline(always)]fn add1(self) - Self::Output{P1::new()}
}/// P1 (1) 加一实现 / Increment for P1 (1)
///
/// 1 1 2 (B0P1)
impl Add1 for P1 {type Output B0P1;#[inline(always)]fn add1(self) - Self::Output{B0::new()}
}/// N1 (-1) 加一实现 / Increment for N1 (-1)
///
/// -1 1 0 (Z0)
impl Add1 for N1 {type Output Z0;#[inline(always)]fn add1(self) - Self::Output{Z0::new()}
}// 递归类型实现 / Recursive Type Implementations /// B0H 加一实现 / Increment for B0H
///
/// 直接加一无需进位 / Direct increment without carry
/// ...0 1 ...1 / ...0 1 ...1
implH:NonZero NonNegOne Add1 for B0H{type Output B1H;#[inline(always)]fn add1(self) - Self::Output{B1::new()}
}/// B1H 加一实现 / Increment for B1H
///
/// 处理进位情况 / Handles carry case
/// 0...1 1 0...(高位进位) / ...1 1 ...0(with carry)
implH:NonZero NonNegOne Add1Output: NonZero Add1 for B1H{//P1替代B1Z0后H不可能为Z0type Output B0H::Output;#[inline(always)]fn add1(self) - Self::Output{B0::new()}
}// 待Float加法完善后考虑其加一实现
/* implMantissa, Exponent Add1 for FloatMantissa, Exponent {type Output FloatMantissa, Exponent as AddP1::out;#[inline(always)]fn add1(self) - Self::Output{Float::new()}
} */
// 特化实现
/// B0N1 (-2) 加一特化实现 / Specialized increment for B0N1 (-2)
impl Add1 for B0N1 {type Output N1;#[inline(always)]fn add1(self) - Self::Output{N1::new()}
}// B1N1 (-1) 加一特化实现本身不允许B1N1出现,其结果也是不规范的格式目前取消
/* impl Add1 for B1N1 {type Output Z0;
} *//// ValT 加一实现 / Increment for ValT
/// ValT
implT:Primitive FromP1 Add1 for VarT {type Output Self;#[inline(always)]fn add1(self) - Self::Output{Self(self.0 T::from(P1))}
}//
// FixedPoint的Add1实现
// implIntPart: Add1, FracPart Add1 for FixedPointIntPart, FracPart{type Output FixedPointIntPart::Output, FracPart;fn add1(self) - Self::Output {FixedPoint::new()}
}二、核心设计
Add1 Trait 定义 pub trait Add1 {type Output;fn add1(self) - Self::Output;
}定义了一个泛型trait表示类型可以执行加一操作Output关联类型表示加一后的结果类型。
三、基础类型实现
Z0 (0) 加一 impl Add1 for Z0 {type Output P1; // 0 1 1fn add1(self) - Self::Output { P1::new() }
}Z0表示0加一后变为P1(1)
P1 (1) 加一 impl Add1 for P1 {type Output B0P1; // 1 1 2 (二进制10)fn add1(self) - Self::Output { B0::new() }
}P1表示1加一后变为B0(二进制10即2)
N1 (-1) 加一 impl Add1 for N1 {type Output Z0; // -1 1 0fn add1(self) - Self::Output { Z0::new() }
}N1表示-1加一后变为Z0(0)
四、复合类型实现
B0 (以0结尾的二进制数) 加一 implH: NonZero NonNegOne Add1 for B0H {type Output B1H; // ...0 1 ...1fn add1(self) - Self::Output { B1::new() }
}将最低位的B0变为B1不需要进位 例如B0(2) 1 B1(3)
B1 (以1结尾的二进制数) 加一 implH: NonZero NonNegOne Add1Output: NonZero Add1 for B1H {type Output B0H::Output; // ...1 1 ...0 (有进位)fn add1(self) - Self::Output { B0::new() }
}将最低位的B1变为B0并向高位进位 例如B1(3) 1 B0B0(4)
五、特殊处理
B0 (-2) 加一
···rust
impl Add1 for B0 { type Output N1; // -2 1 -1 fn add1(self) - Self::Output { N1::new() } } ··· 特化处理负数情况保持格式规范B0N1表示-2加一后变为N1(-1)定点数(FixedPoint)实现
···rust
implIntPart: Add1, FracPart Add1 for FixedPointIntPart, FracPart { type Output FixedPointIntPart::Output, FracPart; fn add1(self) - Self::Output { FixedPoint::new() } } ··· 定点数的加一只对整数部分进行加一操作 小数部分保持不变 例如FixedPointP1, B1Z0(1.5) 1 FixedPointB0P1, B1Z0(2.5)六、特点 类型安全所有操作都在编译期进行类型检查 零成本抽象运行时无额外开销 递归处理复合类型的加一操作递归处理每一位 特殊化处理对边界情况(如负数)有特殊处理这个实现通过在类型系统层面定义数值运算可以在编译期捕获更多错误特别适合需要高安全性和确定性的场景。
