一、源码
这段代码是用Rust语言实现的一个库，主要功能是对数字进行位取反操作（按位NOT运算）。
/*库数字取反* 编制人: $ource* 修改版次:0版完成版* 本版次创建时间: 2025年6月25日* 最后修改时间: 无* 待完善问题：无*/
use core::ops::Not;
use crate::number::{Z0, P1, N1, B0, B1, NonNegOne, NonZero, Var, PrimitiveInt};// ==================== 位取反运算实现 ====================// 基础类型实现
impl Not for Z0 { // !0 = -1type Output = N1;fn not(self) -> Self::Output { N1 }
}impl Not for P1 { // !1 = -2 (二进制表示为 B0<N1>)type Output = B0<N1>;fn not(self) -> Self::Output { B0::new() }
}impl Not for N1 { // !(-1) = 0type Output = Z0;fn not(self) -> Self::Output { Z0 }
}// 递归类型实现
impl<Other: NonZero + NonNegOne + Not> Not for B0<Other> { // !B0<T> = B1<!T>type Output = B1<Other::Output>;fn not(self) -> Self::Output { B1::new() }
}impl<Other: NonZero + Not> Not for B1<Other> { // !B1<T> = B0<!T>type Output = B0<Other::Output>;fn not(self) -> Self::Output { B0::new() }
}// 特殊处理
impl Not for B0<N1> { // !(-2) = 1 特例type Output = P1;fn not(self) -> Self::Output { P1 }
}/* 注意：
1. 小数类型未实现取反，因为小数部分取反会产生无限尾部1
2. 浮点类型不支持位取反操作（无实际意义）
*/// 变量类型取反
impl<T: PrimitiveInt + Not> Not for Var<T> { // !Var<T> = Var<!T>type Output = Var<<T as Not>::Output>;#[inline(always)]fn not(self) -> Self::Output { Var(!self.0) }
}#[cfg(test)]
mod tests {use super::*;#[test]fn test_basic_not() {assert_eq!(!Z0, N1);assert_eq!(!P1, B0::<N1>::new());assert_eq!(!N1, Z0);}#[test]fn test_recursive_not() {let b0n1 = B0::<N1>::new();assert_eq!(!b0n1, P1); // 特殊处理let b1z0 = B1::<P1>::new();assert_eq!(!b1z0, B0::<B0<N1>>::new());}#[test]fn test_var_not() {let var = Var(42i32);let res = !var;assert_eq!(res.0, !42i32);}
}
二、代码分析
- 导入依赖
use core::ops::Not;
use crate::number::{Z0, P1, N1, B0, B1, NonNegOne, NonZero, Var, PrimitiveInt};
导入了Rust核心库中的Not trait（用于实现取反操作）和自定义的数字类型。
2. 基础类型实现
impl Not for Z0 { // !0 = -1type Output = N1;fn not(self) -> Self::Output { N1 }
}impl Not for P1 { // !1 = -2 (二进制表示为 B0<N1>)type Output = B0<N1>;fn not(self) -> Self::Output { B0::new() }
}impl Not for N1 { // !(-1) = 0type Output = Z0;fn not(self) -> Self::Output { Z0 }
}
这部分为基本数字类型实现了Not trait：
-
Z0（零）：取反结果为N1（负一）
-
P1（正一）：取反结果为B0（负二）
-
N1（负一）：取反结果为Z0（零）
- 递归类型实现
impl<Other: NonZero + NonNegOne + Not> Not for B0<Other> { // !B0<T> = B1<!T>type Output = B1<Other::Output>;fn not(self) -> Self::Output { B1::new() }
}impl<Other: NonZero + Not> Not for B1<Other> { // !B1<T> = B0<!T>type Output = B0<Other::Output>;fn not(self) -> Self::Output { B0::new() }
}
这部分为递归数字类型实现了Not trait：
-
B0（二进制0前缀的数）：取反结果为B1<!T>
-
B1（二进制1前缀的数）：取反结果为B0<!T>
- 特殊处理
impl Not for B0<N1> { // !(-2) = 1 特例type Output = P1;fn not(self) -> Self::Output { P1 }
}
对B0（即-2）做了特殊处理，直接返回P1（1），因为这是递归实现的边界情况。
5. 变量类型实现
impl<T: PrimitiveInt + Not> Not for Var<T> { // !Var<T> = Var<!T>type Output = Var<<T as Not>::Output>;#[inline(always)]fn not(self) -> Self::Output { Var(!self.0) }
}
为Var类型实现了Not trait，它包装了一个原始整数类型，直接调用该类型的取反操作。
6. 测试模块
#[cfg(test)]
mod tests {use super::*;#[test]fn test_basic_not() {assert_eq!(!Z0, N1);assert_eq!(!P1, B0::<N1>::new());assert_eq!(!N1, Z0);}#[test]fn test_recursive_not() {let b0n1 = B0::<N1>::new();assert_eq!(!b0n1, P1); // 特殊处理let b1z0 = B1::<P1>::new();assert_eq!(!b1z0, B0::<B0<N1>>::new());}#[test]fn test_var_not() {let var = Var(42i32);let res = !var;assert_eq!(res.0, !42i32);}
}
测试模块包含三个测试：
-
测试基本类型的取反操作
-
测试递归类型的取反操作
-
测试变量类型的取反操作
三、总结
这段代码实现了一个类型安全的数字取反操作库，特点包括：
-
支持基本数字类型（零、正一、负一）的取反
-
支持递归定义的二进制数的取反
-
对特定边界情况做了特殊处理
-
提供了变量类型的取反支持
-
通过泛型和trait实现了类型安全的操作
这个库是类型级数学计算的一部分，使用了Rust的类型系统来保证数字操作的安全性。
)
)
