Types 为什么生锈'；u64战俘，你期待u32吗？

为什么Rust的

u64

原语需要一个

u32

指数

错误[E0308]：类型不匹配
-->src/主角，rs:13:25
|
13 |返回root.pow（self.secret）%prime；
|^^^^^^^^^^^^^^预期为u32，发现为u64
帮助：您可以将'u64'转换为'u32'，如果转换的值不合适，则会出现死机

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这是一个有根据的猜测

假设提升到u32的u64已经能够溢出任何u64。例如，如果我们取2（可能最小的有效u64）并将其提高到2^10或1024，则得到的值比u64大得多

17976931348623159077293305190789090247361797697894230657273173430081157732675550096313270847732240753602112011387987139335765877688144166224927430639474124377767893424865485276302219601246094119308295208505768838150682342488147131105408227237163350510458629823994724593716383563296224137216

允许更大的指数是没有意义的，它只意味着更昂贵的计算更可能溢出

如果u64不能安全地降级为u32，它肯定不能安全地用作指数。出于同样的原因，也只取u32指数

注意：检测到可能的溢出。

为什么大多数操作需要相同类型的操作数？ 我们很容易看出，

2i32+2i64

应该是

4i64

，但对于CPU来说，

2i32

和

2i64

是完全不同和完全不相关的东西<代码>+CPU内部实际上只是一块硬件，通常支持两个32位输入或两个64位输入，但不支持一个32位输入和一个64位输入。因此，为了将

i32

添加到

i64

，必须将较短的数字符号扩展到64位，然后才能将这两个值插入ALU

大多数整数和浮点算术运算通常也是如此：必须进行转换才能对不匹配的类型进行运算。在C语言中，编译器通常将两个操作数升级为能够表示两个值的最小类型；这些隐式转换称为依赖上下文的转换。然而，在Rust中，编译器主要只知道相同类型的操作，因此必须通过决定如何转换操作数来选择所需的操作类型。喜欢锈病的人通常认为这是件好事。 为什么这不适用于

u64:：pow

？ 并非所有的算术运算，即使是在硬件中实现的算术运算，都接受相同类型的参数。在硬件中（虽然不是在LLVM中），移位指令通常忽略移位参数的高位（这就是为什么在C中移位超过整数的大小会调用未定义的行为）。LLVM提供将浮点数提升为整数幂的函数

这些操作是不同的，因为输入是不对称的，设计师经常利用这些不对称性使硬件更快、更小。但是，在

u64:：pow

的情况下，它不是用硬件指令实现的：。记住这一点，很明显，要求指数为a

u64

是完全没有必要的：正如所指出的，

u32

能够包含所有可能的幂，而a

u64

可能会被提升到任何精度，因此额外的32位将毫无意义

好的，为什么是u32？ 最后一句话同样适用于

u16

甚至

u8

——a

u64

不能包含

pow（2255）

，因此使用

u32

几乎是浪费。然而，也有一些实际考虑。许多调用约定在寄存器中传递函数参数，因此在32位（或更大）的平台上，您将看不到比它小的任何优势。许多CPU也不支持本机8位或16位算术，因此无论如何都必须对参数进行符号扩展，以实现我前面链接的平方算法的幂运算。简言之，我不知道为什么选择了

u32

，但像这样的事情可能已经成为决定的因素

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CharStyle_C的规则在某种程度上受到历史的阻碍，并支持各种历史硬件。Rust只针对LLVM，因此编译器不需要担心底层硬件是否有原始的8位

add

指令；它只发出

add

，让LLVM担心它是被编译成一条基本指令，还是被32位指令模拟。这就是为什么C中的

char

+

char

是

int

，而

i8

+

i8

是

i8

生锈的原因。

考虑一下，对于不是0或1的值，最大可能的非溢出指数是63。谢谢，这也是我的假设，它只是让代码有点混乱（但这显然比获得运行时错误要好。如果这是原因，为什么不是

u8

而不是

u32

？@PeterHall有一个理论。我将添加我自己的理论。在诸如Rust integer overflow之类的低级语言中，有时是一个可取的事情，比如对于散列函数。将幂运算限制为

u8

，需要摘下帽子，他们就走了。