Rust如何为自定义Point类型实现Range<T>的Iterator支持..语法

结论 #

目前Rust的语言设计和标准库约束下，确实无法直接使用start..end语法直接遍历两个Point构成的矩形范围，核心限制就是你提到的三个问题：

• 孤儿规则不允许为外来的Range<T>类型实现外来的Iterator trait
• Step trait的设计不支持需要同时感知起止边界的步进逻辑，无法为Point实现该trait来让标准Range自动支持迭代
• 任何尝试让Range<Point>支持迭代的路径都绕不开Step trait的实现要求

可行替代方案 #

除了你已经实现的start.to(end)写法之外，还有两个常用的可选方案：

1. 无额外自定义代码的原生迭代器组合 #

直接用标准库的flat_map拼接横纵坐标的范围即可，不需要为Point实现任何额外方法：

let start = Point { x: 0, y: 0 };
let end = Point { x: 3, y: 3 };
for p in (start.y..end.y).flat_map(|y| (start.x..end.x).map(move |x| Point { x, y })) {
    // 按行优先顺序输出所有点
    println!("{:?}", p);
}

2. 新类型包装绕开孤儿规则（接近原生..语法） #

如果想要尽量贴近..的写法，可以定义一个新类型包装Range<Point>，为新类型实现IntoIterator：

#[derive(Clone, Debug)]
struct PointRange(std::ops::Range<Point>);

impl IntoIterator for PointRange {
    type Item = Point;
    type IntoIter = std::iter::FlatMap<std::ops::Range<i32>, std::iter::Map<std::ops::Range<i32>, impl FnMut(i32) -> Point>, impl FnMut(i32) -> std::iter::Map<std::ops::Range<i32>, impl FnMut(i32) -> Point>>;

    fn into_iter(self) -> Self::IntoIter {
        let (x_start, x_end) = (self.0.start.x, self.0.end.x);
        (self.0.start.y..self.0.end.y).flat_map(move |y| {
            (x_start..x_end).map(move |x| Point { x, y })
        })
    }
}

// 用法：只需要把start..end包进PointRange即可
for p in PointRange(start..end) {
    println!("{:?}", p);
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Neil Macneale