Rust数学向量库实现的Sized报错与稠密存储问题咨询

报错的根本原因：Rust中[T]是动态大小类型(DST)，编译期无法确定其占用的内存空间大小，因此直接将其作为结构体字段时，整个Vector<T>也是动态大小类型，无法直接作为值返回、在栈上存储，而你实现算术trait时指定type Output = Self要求返回值是Sized类型，因此触发编译错误。
你需要根据向量的使用场景调整结构体定义，有两种常用实现方案：

方案1：编译期固定长度向量（推荐用于数学向量场景） #

使用Rust 1.59+支持的const泛型声明固定长度数组，编译期即可确定向量大小，天然满足Sized约束：

#[derive(Debug, Clone, Copy)]
struct Vector<T, const N: usize> {
    elements: [T; N]
}

对应调整宏实现，补充const泛型参数即可：

macro_rules! impl_vector_normal_arithmetic {
    ($(impl $trait:ident for Vector { $function:ident($symbol:tt) })+) => {
        $(
            impl<T: Num, const N: usize> $trait for Vector<T, N> {
                type Output = Self;
            
                #[inline(always)]
                fn $function(self, other: Self) -> Self {
                    let mut elements = self.elements;
                    for i in 0..N {
                        elements[i] = elements[i] $symbol other.elements[i];
                    }
                    Self { elements }
                }
            }
        )+
    };
}

该方案可以在编译期直接检查两个运算向量的长度是否匹配，避免运行时错误，性能也和原生数组完全一致。

方案2：运行时可变长度向量 #

如果需要支持运行时动态调整向量长度，可将字段替换为Vec<T>，Vec本身是Sized类型，也能解决报错：

#[derive(Debug, Clone)]
struct Vector<T> {
    elements: Vec<T>
}

这种实现需要你在算术运算时自行判断两个操作数的长度是否一致，不符合要求时返回错误或者panic。

Rust中三类数组相关类型的元素都是连续稠密存储的：

• [T; N]（固定长度数组）：元素直接连续存储在结构体的内存空间中，无额外开销，完全满足稠密存储要求
• Vec<T>（动态数组）：元素存储在堆上的连续内存块中，结构体本身只保存堆指针、长度、容量三个元数据，元素本身是连续稠密的
• [T]（切片）：只是连续内存块的视图，本身不持有存储，指向的元素也是连续的
  你最初的[T]实现本身元素存储是稠密的，只是受限于DST的限制无法直接使用，调整为上述两种方案后都可以满足你稠密存储的需求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者acyclone