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这段代码定义了一个类型级别的数字表示系统#xff0c;主要用于编译时的数值计算和类型安全操作。
use core::marker::PhantomData;
use crate::sealed::Sealed;// 常量基础类型定义
// Constant Basic Type Definitions /// 十进制数字0的终结点表示
/// Termi…一、源码
这段代码定义了一个类型级别的数字表示系统主要用于编译时的数值计算和类型安全操作。
use core::marker::PhantomData;
use crate::sealed::Sealed;// 常量基础类型定义
// Constant Basic Type Definitions /// 十进制数字0的终结点表示
/// Terminal representation for decimal 0
///
/// # 说明 (Explanation)
/// - 必须单独使用表示数值0
/// - Must be used standalone to represent value 0
/// - 不能作为B0/B1的泛型参数
/// - Cannot be used as generic parameter for B0/B1
/// - 是类型系统的原子常量
/// - Atomic constant in type system
#[derive(Eq, PartialEq, Clone, Copy, Debug, Default)]
pub struct Z0;/// 二进制数字0的类型表示用于补码表示法
/// Binary digit 0 representation for twos complement
///
/// # 说明 (Explanation)
/// - 表示最低有效位为0
/// - Represents least significant bit 0
/// - 泛型参数H表示更高位的数字
/// - Generic parameter H represents higher bits
/// - 例如 B0P1 表示二进制 010 (十进制 2)
/// - Example: B0P1 represents binary 010 (decimal 2)
#[derive(Eq, PartialEq, Clone, Copy, Debug)]
pub struct B0H(pub PhantomDataH);/// 二进制数字1的类型表示用于补码表示法
/// Binary digit 1 representation for twos complement
///
/// # 说明 (Explanation)
/// - 表示最低有效位为1
/// - Represents least significant bit 1
/// - 泛型参数H表示更高位的数字
/// - Generic parameter H represents higher bits
/// - 例如 B1P1 表示二进制 011 (十进制 3)
/// - Example: B1P1 represents binary 011 (decimal 3)
#[derive(Eq, PartialEq, Clone, Copy, Debug)]
pub struct B1H(pub PhantomDataH);/// 正数符号结束符/数值1表示
/// Positive sign terminator / numeric 1 representation
///
/// # 说明 (Explanation)
/// - 单独使用时表示数值1
/// - Standalone represents value 1
/// - 作为泛型参数时
/// - When used as generic parameter:
/// - 该位为1 (current bit is 1)
/// - 更高位都是0 (all higher bits are 0)
/// - 表示正数符号结束 (indicates positive sign termination)
/// - 例如 B1P1 表示 011 (3)
/// - Example: B1P1 represents 011 (3)
#[derive(Eq, PartialEq, Clone, Copy, Debug, Default)]
pub struct P1;/// 负数符号结束符/数值-1表示
/// Negative sign terminator / numeric -1 representation
///
/// # 说明 (Explanation)
/// - 单独使用时表示数值-1
/// - Standalone represents value -1
/// - 作为泛型参数时
/// - When used as generic parameter:
/// - 该位为1 (current bit is 1)
/// - 更高位都是1 (all higher bits are 1)
/// - 表示负数符号结束 (indicates negative sign termination)
/// - 例如 B0N1 表示 ...1110 (-2)
/// - Example: B0N1 represents ...1110 (-2)
#[derive(Eq, PartialEq, Clone, Copy, Debug, Default)]
pub struct N1;implH Default for B0H {fn default() - Self {B0(PhantomData)}
}implH Default for B1H {fn default() - Self {B1(PhantomData)}
}// 变量基础类型定义
// Variable Basic Type Definition /// 库代码与基础数值类型的桥接器
/// Bridge between library types and primitive numeric types
///
/// # 核心功能 (Core Features)
/// - 实现自定义常量与基础数值类型的混合计算
/// - Enables mixed operations between custom constants and primitive types
/// - 提供类型安全的运算符重载接口
/// - Provides type-safe operator overloading
/// - 支持与类型系统常量的无缝交互
/// - Supports seamless interaction with type-level constants
///
/// # 泛型参数 (Generic Parameters)
/// - T: 基础数值类型i32/i64/f32/f64等
/// - T: Primitive numeric type (i32/i64/f32/f64 etc.)
///
/// # 示例 (Examples)
///
/// use unitrix::number::{Var, Add};
///
/// // 类型系统常量与基础数值的混合运算
/// // Mixed operations between type constants and primitives
/// let a Var(3) P1; // i32 类型常量1
/// let b N1 * Var(5.0); // 类型常量-1 * f64
///
#[derive(Debug, Clone, Copy, PartialEq, Default)]
pub struct VarT(pub T);// Sealed 实现
// Sealed Implementations implH Sealed for B0H {}
implH Sealed for B1H {}
impl Sealed for Z0 {}
impl Sealed for P1 {}
impl Sealed for N1 {}impl Sealed for Vari32 {}
impl Sealed for Vari64 {}
impl Sealed for Varf32 {}
impl Sealed for Varf64 {}二、代码分析
基础类型定义
Z0 表示十进制数字0的终结点 是类型系统的原子常量不能作为其他类型的泛型参数 单独使用时表示数值0
B0 和 B1 用于二进制补码表示法的类型 B0表示最低有效位为0B1表示最低有效位为1 泛型参数H表示更高位的数字 例如 B0 表示二进制010十进制2 B1 表示二进制011十进制3
P1 和 N1 P1表示正数符号结束符/数值1 单独使用时表示1 作为泛型参数时表示该位为1且更高位都是0 N1表示负数符号结束符/数值-1 单独使用时表示-1 作为泛型参数时表示该位为1且更高位都是1
Var 类型 桥梁类型连接自定义类型和基础数值类型i32/i64/f32/f64等 核心功能 实现自定义常量与基础数值类型的混合计算 提供类型安全的运算符重载接口 支持与类型系统常量的无缝交互 示例用法
let a Var(3) P1; // i32 类型常量1
let b N1 * Var(5.0); // 类型常量-1 * f64Sealed trait 实现 为所有基础类型实现了Sealed trait 这是一种设计模式用于限制这些类型只能被当前crate扩展防止外部代码实现这些trait
技术细节 使用了PhantomData来持有泛型参数而不实际占用空间 为B0和B1实现了Default trait 所有类型都派生了一些标准traitEq, PartialEq, Clone, Copy, Debug等
三、设计目的
这个系统的主要目的是在类型级别表示数字使得可以在编译时进行数值计算和类型检查从而提供类型安全的数值操作。这种技术常用于需要高度类型安全或编译时计算的场景如物理单位系统、矩阵运算等。
通过这种方式开发者可以在编译时捕获许多潜在的错误同时保持运行时的效率因为所有这些类型信息在编译后都会被擦除。
