Rustでimplで宣言したconst Generic parameterがconstrainedされたないと怒られる

前提・実現したいこと

上のプログラムからエラーをなくしたい。

発生している問題・エラーメッセージ

the const parameter `N` is not constrained by the impl trait, self type, or predicates
expressions using a const parameter must map each value to a distinct output value
proving the result of expressions other than the parameter are unique is not supported rustc(E0207)
const N: usize

該当のソースコード

rust
1impl<const N: usize>
2    Encrypted<
3        <TRLWE as Crypto<Polynomial<Binary, N>>>::PublicKey,
4        <TRLWE as Crypto<Polynomial<Binary, N>>>::Cipher,
5    >
6{
7    pub fn sample_extract_index(&self, index: usize) -> ([Torus; N], Torus) {
8        let (a, b) = self;
9        let a_: [Torus; N] = array![ i => {
10            if i <= index {
11                a.coef_(index-i)
12            }
13            else {
14                a.coef_(N-i+index)
15            }
16        };N];
17        let b_ = b.coef_(index);
18        (a_, b_)
19    }
20}

試したこと

impl先の型パラメータで使っているので、unconstrainedではないよなぁとなった。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

rustc: rustc 1.56.0-nightly
注意:

rust
1#![feature(const_generics)]
2#![feature(const_evaluatable_checked)]

を使っている。

行動規範の内容に同意します

回答1件

ベストアンサー

"constrained" (「制約される」)という表現についてはドキュメントに記述されています。

Tが下の1., 2., 3.のいずれかを満たすとき、Tは実装を制約するといいます ("constrain an implementation")。

Tがトレイトに表われる
(e.g. impl<T> Trait<T> for Type {…})
Tが型に表われる
(e.g. impl<T> Trait for T {…}, impl<T> Type<T> {…})
constraintしている他のパラメータの関連型の一つがTである
(e.g. impl<O, B: ToOwned<Owned = O>> Trait<B> for Type {…})

たとえば以下のコードのimpl<D> <Impl as System<D>>::Inputにおいて、Dは型のパラメータではないので2.を満たさず、他のパラメータもないため3.も満たさないのでコンパイルに失敗します。

rust
1trait System<D> {
2    type Input;
3}
4
5struct SystemImpl;
6
7impl<D> System<D> for SystemImpl {
8    type Input = ();
9}
10
11impl<D> <SystemImpl as System<D>>::Input {}

text
1error[E0207]: the type parameter `D` is not constrained by the impl trait, self type, or predicates
2  --> src/lib.rs:11:6
3   |
411 | impl<D> <SystemImpl as System<D>>::Input {}
5   |      ^ unconstrained type parameter

Generic parameters constrain an implementation if the parameter appears at least once in one of:

The implemented trait, if it has one

The implementing type

As an associated type in the bounds of a type that contains another parameter that constrains the implementation

6.12. Implementations - The Rust Reference

(少なくとも現在のRustでは)const parameterにも同様の制限が課せられています。

さて、解決法ですがNを浅いところに持っていくか、関数のパラメータにするという方針になると思います。後者であればTRLWE::sample_extract_index::<1024>(encrypted, index)のような形で呼ぶことになります。

rust
1impl TRLWE {
2    #[allow(clippy::type_complexity)]
3    pub fn sample_extract_index<const N: usize>(
4        encrypted: &Encrypted<
5            <Self as Crypto<Polynomial<Binary, N>>>::PublicKey,
6            <Self as Crypto<Polynomial<Binary, N>>>::Cipher,
7        >,
8        index: usize,
9    ) -> ([Torus; N], Torus) {
10        let (a, b) = encrypted;
11        todo!();
12    }
13}