无约束类型参数错误

我正在尝试将 glium 与 cgmath 连接起来。下列的这个答案 https://stackoverflow.com/a/40028032/5397009，我已经实现了ToArray要转换实例的特征cgmath::Matrix4转换成 glium 可以使用的格式：

pub trait ToArray {
    type Output;
    fn to_array(&self) -> Self::Output;
}

impl<S: cgmath::BaseNum> ToArray for cgmath::Matrix4<S> {
    type Output = [[S; 4]; 4];
    fn to_array(&self) -> Self::Output {
        (*self).into()
    }
}

由于我并不总是使用Matrix4直接地，我需要 cgmath 转换类型的类似实现。例如对于cgmath::Decomposed:

impl<S: cgmath::BaseFloat, R: cgmath::Rotation3<S>> ToArray
    for cgmath::Decomposed<cgmath::Vector3<S>, R> {
    type Output = [[S; 4]; 4];
    fn to_array(&self) -> Self::Output {
        cgmath::Matrix4::<S>::from(*self).into()
    }
}

这是可行的，但我想避免重复所有转换类型的代码，所以我想我会为任何可以转换为Matrix4:

impl<S: cgmath::BaseFloat, T: Into<cgmath::Matrix4<S>>> ToArray for T {
    type Output = [[S; 4]; 4];
    fn to_array(&self) -> Self::Output {
        cgmath::Matrix4::<S>::from(*self).into()
    }
}

不幸的是，这不起作用：

error[E0207]: the type parameter `S` is not constrained by the impl trait, self type, or predicates
  --> src/main.rs:23:6
   |
23 | impl<S: cgmath::BaseFloat, T: Into<cgmath::Matrix4<S>>> ToArray for T {
   |      ^ unconstrained type parameter

我有两个问题：

• 为什么上面的代码不起作用？从阅读rustc --explain输出，我期望T: Into<cgmath::Matrix4<S>>作为有效的约束S也T.
• 我怎样才能为任何可以转换为Matrix4?

Imagine I defined a type like this¹:

struct PolymorphicMatrix;

impl Into<cgmath::Matrix4<f32>> for PolymorphicMatrix {
    fn into(self) -> cgmath::Matrix4<f32> {
        cgmath::Matrix4::new(
            1.0, 1.0, 1.0, 1.0,
            1.0, 1.0, 1.0, 1.0,
            1.0, 1.0, 1.0, 1.0,
            1.0, 1.0, 1.0, 1.0)
    }
}

impl Into<cgmath::Matrix4<f64>> for PolymorphicMatrix {
    fn into(self) -> cgmath::Matrix4<f64> {
        cgmath::Matrix4::new(
            2.0, 2.0, 2.0, 2.0,
            2.0, 2.0, 2.0, 2.0,
            2.0, 2.0, 2.0, 2.0,
            2.0, 2.0, 2.0, 2.0)
    }
}

这些 impls 中的哪一个将用于实现ToArray？两者都适用，但只能实现ToArray一次为PolymorphicMatrix， 因为ToArray没有类型参数。这就是错误的含义：它无效，因为它会在这种情况下导致问题。

既然你都控制不了Into nor cgmath::Matrix4，您唯一可以改变的方面是ToArray。您可以添加特征定义本身中未使用的类型参数，并且实现可以使用该类型参数。

pub trait ToArray<S> {
    type Output;
    fn to_array(&self) -> Self::Output;
}

impl<S: cgmath::BaseFloat, T: Into<cgmath::Matrix4<S>>> ToArray<S> for T {
    type Output = [[S; 4]; 4];
    fn to_array(&self) -> Self::Output {
        cgmath::Matrix4::<S>::from(*self).into()
    }
}

当然，您不能强制执行之间的任何类型的相关性S and Output。此外，该类型参数可能会导致一些歧义：由于它没有在特征中使用，编译器可能无法推断S在某些情况下，您可能需要明确指定它。如果这成为一个问题，您可能想探索使用generic-array https://crates.io/crates/generic-array。它可以让您将数组维度提升为类型参数，这样您就可以摆脱关联的类型，而是直接在返回类型中使用类型参数to_array，这将有助于编译器的推理。

¹ Normally, one would implement From rather than Into. I'm using Into here to stay closer to the problem as stated.