在Rust中能否将类型映射到下一级尺寸的整数类型？

需求说明 #

希望编写一段逻辑等效于以下示例的代码（示例代码仅表达核心意图，无法直接运行）：实现一个 trait，其关联类型Uint根据输入类型T的内存大小，选择最小的能容纳它的无符号整数类型；若T的大小超过u64，则触发编译错误。允许使用任意 nightly/unstable 特性。

示例意图代码：

trait MinimalBiggerUint {
  type Uint: Sized + Copy;
}

impl<T: Sized> MinimalBiggerUint for T {
  // 不强制要求禁止重写
  type Uint = const { 
    if core::mem::size_of::<T>() <= core::mem::size_of::<u32>() {
      u32
    } else if core::mem::size_of::<T>() <= core::mem::size_of::<u64>() {
      u64
    } else {
      panic!() // 期望对大于u64的类型触发编译错误
    }
  }
}

可行性与实现方案 #

这在 Rust nightly 版本中是可行的，需要结合几个 unstable 特性来实现：

所需启用的 unstable 特性 #

在代码开头添加以下特性声明：

#![feature(generic_const_exprs)]
#![feature(const_evaluatable_checked)]
#![feature(compile_error)]

具体实现代码 #

#![feature(generic_const_exprs)]
#![feature(const_evaluatable_checked)]
#![feature(compile_error)]

trait MinimalBiggerUint {
    type Uint: Sized + Copy;
}

impl<T: Sized> MinimalBiggerUint for T {
    type Uint = <Self as MinimalBiggerUintHelper<const { core::mem::size_of::<T>() }>>::Uint;
}

// 辅助 trait，利用 const 泛型匹配不同大小区间
trait MinimalBiggerUintHelper<const SIZE: usize> {
    type Uint: Sized + Copy;
}

// 匹配大小 ≤ u32 的类型
impl<T: Sized> MinimalBiggerUintHelper<const SIZE: usize> for T
where
    [(); SIZE <= core::mem::size_of::<u32>()]:,
{
    type Uint = u32;
}

// 匹配大小 > u32 且 ≤ u64 的类型
impl<T: Sized> MinimalBiggerUintHelper<const SIZE: usize> for T
where
    [(); SIZE > core::mem::size_of::<u32>()]:,
    [(); SIZE <= core::mem::size_of::<u64>()]:,
{
    type Uint = u64;
}

// 匹配大小 > u64 的类型，直接触发编译错误
impl<T: Sized> MinimalBiggerUintHelper<const SIZE: usize> for T
where
    [(); SIZE > core::mem::size_of::<u64>()]:,
{
    type Uint = {
        compile_error!("类型大小超过 u64，不被允许");
        // 占位类型，实际不会被使用
        u64
    };
}

实现逻辑解释 #

1. 通过辅助 trait MinimalBiggerUintHelper 结合const 泛型和const 表达式约束，精准匹配不同的类型内存大小区间。
2. 针对每个大小区间分别实现辅助 trait，关联对应目标无符号整数类型。
3. 对于超过u64大小的类型，利用compile_error!宏直接在编译阶段抛出错误，替代原示例中的运行时panic!，达到预期的编译报错效果。

额外说明 #

• 上述使用的特性均为 unstable 状态，未来版本可能存在语法或行为变更。
• 若需要强制禁止用户重写MinimalBiggerUint的实现，可以使用密封模式（sealing pattern），但你提到不强制要求，因此未加入该逻辑。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ajp