Struct 如何以编程方式获取结构的字段数？

我有一个自定义结构，如下所示：

struct MyStruct {
    first_field: i32,
    second_field: String,
    third_field: u16,
}

是否可以通过编程方式（例如，通过方法调用

field\u count（）

）获取结构字段的数量：

对于此结构：

struct MyStruct2 {
    first_field: i32,
}

。。。以下调用应返回

1

：

let my_struct_2 = MyStruct2::new(7);
let field_count = my_struct2.field_count(); // Expecting to get count 1

是否有类似于

field\u count（）

的API，或者只有通过宏才能获得这些API

---

如果这可以通过宏实现，那么应该如何实现呢？

当结构本身由宏生成时，这是可能的-在这种情况下，您可以只计算传递到宏中的标记，如图所示。这就是我想到的：

macro_rules! gen {
    ($name:ident {$($field:ident : $t:ty),+}) => {
        struct $name { $($field: $t),+ }
        impl $name {
            fn field_count(&self) -> usize {
                gen!(@count $($field),+)
            }
        }
    };
    (@count $t1:tt, $($t:tt),+) => { 1 + gen!(@count $($t),+) };
    (@count $t:tt) => { 1 };
}

（带有一些测试用例）

这种方法的缺点（一个-可能还有更多）是，向该函数添加属性并不容易，例如，在其上添加

#[派生（…）]

某些内容。另一种方法是编写自定义派生宏，但这是我现在不能谈论的事情

是否有任何可能的API，如

field\u count（）

，或者只有通过宏才能获得这些API

没有这样的内置API允许您在运行时获取此信息。Rust没有运行时反射（有关更多信息，请参阅）。但这确实可以通过proc宏实现

注意：proc宏不同于“示例宏”（通过

macro\u规则！

）声明）。后者不如proc宏强大

如果宏可以实现这一点，应该如何实现

（这不是对proc宏的介绍；如果您对该主题完全陌生，请先在其他地方阅读介绍。）

在proc宏（例如自定义派生）中，您可能需要以某种方式将结构定义获取为

TokenStream

。使用带有Rust语法的

令牌流

的实际解决方案是通过以下方式对其进行解析：

输入的类型为。如您所见，它具有该类型的字段
fields
。在该字段上，您可以调用
iter（）
，在结构的所有字段上获得迭代器，然后在该字段上调用
count（）
：

现在你有你想要的了

也许您想将这个
字段\ u count（）
方法添加到您的类型中。您可以通过自定义派生（使用此处的
quote
板条箱）执行此操作：

然后，在应用程序中，您可以编写：

#[derive(FieldCount)]
struct MyStruct {
    first_field: i32,
    second_field: String,
    third_field: u16,
}

MyStruct::field_count(); // returns 3

这样做的目的是什么？该语言是静态类型的，因此函数是常量，也就是说，您总是会得到相同的答案，并且没有基于此做出有用的决定。@Jan Hudec，假设您已经静态地编写了程序中某些不同块的计数，并且在某个时候更改了结构并添加了一个新字段。然后，我不想编辑可以自动处理的其他任何地方的计数，这仍然没有说明这些信息的用途。任何依赖于字段数量的代码都将在编译时依赖于它，并且可能也依赖于字段的类型和名称。当字段更改时，它要么无法编译，要么生成，在这种情况下，生成器需要该信息，而自定义派生是正确的工具。您也可以将其设置为自定义属性，而不是派生，有关详细信息，请参见备注：无需运行时反射，运行时内省甚至编译时内省就足够了。事实上，使用派生/属性/proc宏是编译时自省，我在crates.io上找不到类似的功能。因此，我将这个答案打包到以下板条箱中：。希望它对其他人有用，因为不可能向导出宏以外的内容的库中添加新的proc_宏定义。谢谢你@lukas kalbertodt。
#[proc_macro_derive(FieldCount)]
pub fn derive_field_count(input: TokenStream) -> TokenStream {
    let input = parse_macro_input!(input as ItemStruct);

    // ...
}

let field_count = input.fields.iter().count();

let name = &input.ident;

let output = quote! {
    impl #name {
        pub fn field_count() -> usize {
            #field_count
        }
    }
};

// Return output tokenstream
TokenStream::from(output)

#[derive(FieldCount)]
struct MyStruct {
    first_field: i32,
    second_field: String,
    third_field: u16,
}

MyStruct::field_count(); // returns 3