如何简化Rust函数泛型参数？实现仅传单个泛型的调用

需求 #

编写一个Rust函数，接收String类型参数，返回Vec<usize>或HashSet<i32>这类集合类型。

现有实现与问题 #

当前的实现需要两个泛型参数：

fn line<T: FromIterator<A>, A: FromStr>(str: String) -> Result<T, &'static str> {
    // 具体解析、收集逻辑
}

调用时必须显式指定第一个泛型，第二个用占位符填充：

line<Vec<usize>, _>()?;

希望能简化成只传一个泛型参数的调用形式：

line<Vec<usize>>()?;

尝试过下面的写法但无效：

// 此写法不合法
fn line<T: FromIterator<A: FromStr>>(str: String) -> Result<T, &'static str> {
}

解决方案：利用关联类型 #

FromIterator trait自带关联类型Item，表示集合可接收的元素类型。我们可以通过这个关联类型替代第二个泛型参数，实现单泛型的函数定义：

写法一：直接使用关联类型约束 #

fn line<T>(s: String) -> Result<T, &'static str>
where
    T: FromIterator<<T as FromIterator>::Item>,
    <T as FromIterator>::Item: FromStr,
{
    s.split_whitespace()
        .map(|part| part.parse().map_err(|_| "解析元素失败"))
        .collect()
}

写法二：简化约束（Rust类型推断支持） #

可以进一步简化where子句，让编译器自动推导关联类型：

fn line<T>(s: String) -> Result<T, &'static str>
where
    T: FromIterator<A>,
    A: FromStr,
{
    s.split_whitespace()
        .map(|part| part.parse().map_err(|_| "解析元素失败"))
        .collect()
}

写法三：使用Trait别名（Rust 1.70+） #

如果觉得约束太长，可以用Trait别名封装：

// 定义Trait别名，封装FromIterator + Item: FromStr的约束
trait FromStrCollection: FromIterator<Self::Item>
where
    Self::Item: FromStr,
{}

// 为所有符合条件的类型实现这个别名Trait
impl<T> FromStrCollection for T
where
    T: FromIterator<Self::Item>,
    Self::Item: FromStr,
{}

// 函数使用别名Trait作为约束
fn line<T: FromStrCollection>(s: String) -> Result<T, &'static str> {
    s.split_whitespace()
        .map(|part| part.parse().map_err(|_| "解析元素失败"))
        .collect()
}

调用方式 #

不管用哪种写法，都可以只指定集合类型的泛型参数：

// 方式1：通过类型推断自动推导
let nums: Vec<usize> = line("1 2 3 4".to_string())?;

// 方式2：显式指定泛型
let nums = line::<HashSet<i32>>("-1 0 1 2".to_string())?;

内容的提问来源于stack exchange，提问作者mdmundo