git commit -m "feat: Add exercises for new Rust features

Add exercises for:
- const generics
- let-else statements
- generic associated types (GAT)
- async traits

These exercises help learners understand and practice new Rust features
introduced in recent versions."

Author: Shenwenkun

Cargo.toml

@@ -54,6 +54,7 @@ rustlings-macros = { path = "rustlings-macros", version = "=6.4.0" }
 serde_json = "1.0"
 serde.workspace = true
 toml_edit.workspace = true
+tokio = { version = "1.36", features = ["full"] }
 
 [target.'cfg(not(windows))'.dependencies]
 rustix = { version = "1.0", default-features = false, features = ["std", "stdio", "termios"] }

exercises/24_new_features/01_const_generics.rs

@@ -0,0 +1,67 @@
+// const_generics.rs
+// 
+// Const 泛型允许我们使用编译时常量作为泛型参数。这在处理固定大小的数组和其他
+// 需要编译时常量的场景特别有用。
+//
+// 在这个练习中，我们将实现一个简单的固定大小数组包装器，它可以安全地访问数组元素
+// 并提供一些实用的方法。
+
+#![allow(dead_code)]
+
+// TODO: 实现一个泛型结构体 FixedArray<T, const N: usize>
+// 它应该包装一个固定大小的数组 [T; N]
+struct FixedArray<T, const N: usize> {
+    data: [T; N],
+}
+
+impl<T, const N: usize> FixedArray<T, N> {
+    // TODO: 实现 new 方法，它接受一个数组并返回 FixedArray
+    fn new(arr: [T; N]) -> Self {
+        todo!("创建一个新的 FixedArray 实例")
+    }
+
+    // TODO: 实现 get 方法，它安全地返回索引处的元素引用
+    fn get(&self, index: usize) -> Option<&T> {
+        todo!("返回指定索引处的元素，如果索引越界则返回 None")
+    }
+
+    // TODO: 实现 len 方法，返回数组的长度
+    fn len(&self) -> usize {
+        todo!("返回数组的长度")
+    }
+}
+
+#[cfg(test)]
+mod tests {
+    use super::*;
+
+    #[test]
+    fn test_fixed_array() {
+        let arr = FixedArray::new([1, 2, 3, 4, 5]);
+        
+        // 测试长度
+        assert_eq!(arr.len(), 5);
+        
+        // 测试有效索引
+        assert_eq!(arr.get(0), Some(&1));
+        assert_eq!(arr.get(4), Some(&5));
+        
+        // 测试无效索引
+        assert_eq!(arr.get(5), None);
+    }
+
+    #[test]
+    fn test_different_types() {
+        let arr = FixedArray::new(["hello", "world"]);
+        assert_eq!(arr.len(), 2);
+        assert_eq!(arr.get(0), Some(&"hello"));
+        assert_eq!(arr.get(1), Some(&"world"));
+    }
+
+    #[test]
+    fn test_empty_array() {
+        let arr: FixedArray<i32, 0> = FixedArray::new([]);
+        assert_eq!(arr.len(), 0);
+        assert_eq!(arr.get(0), None);
+    }
+} 

exercises/24_new_features/02_let_else.rs

@@ -0,0 +1,77 @@
+// let_else.rs
+//
+// let-else 语句是 Rust 1.65 中引入的新特性。它允许我们在模式匹配失败时
+// 提前返回或中断执行。这个特性特别适合于处理 Option 和 Result 类型。
+//
+// 在这个练习中，我们将使用 let-else 语句来简化错误处理代码。
+
+#[derive(Debug, PartialEq)]
+struct Point {
+    x: i32,
+    y: i32,
+}
+
+#[derive(Debug, PartialEq)]
+struct Rectangle {
+    top_left: Point,
+    bottom_right: Point,
+}
+
+impl Rectangle {
+    // TODO: 使用 let-else 语句实现这个函数
+    // 如果参数无效（左上角点的坐标大于右下角点的坐标），返回 None
+    fn new(top_left: Point, bottom_right: Point) -> Option<Rectangle> {
+        todo!("实现 Rectangle::new，使用 let-else 语句验证参数")
+    }
+
+    // TODO: 使用 let-else 语句实现这个函数
+    // 函数应该解析字符串格式的矩形定义，格式为 "x1,y1,x2,y2"
+    // 其中 x1,y1 是左上角坐标，x2,y2 是右下角坐标
+    fn parse(s: &str) -> Option<Rectangle> {
+        todo!("实现字符串解析为 Rectangle 的功能")
+    }
+}
+
+#[cfg(test)]
+mod tests {
+    use super::*;
+
+    #[test]
+    fn test_valid_rectangle() {
+        let rect = Rectangle::new(
+            Point { x: 0, y: 0 },
+            Point { x: 10, y: 10 }
+        );
+        assert!(rect.is_some());
+    }
+
+    #[test]
+    fn test_invalid_rectangle() {
+        let rect = Rectangle::new(
+            Point { x: 10, y: 10 },
+            Point { x: 0, y: 0 }
+        );
+        assert!(rect.is_none());
+    }
+
+    #[test]
+    fn test_parse_valid() {
+        let rect = Rectangle::parse("0,0,10,10");
+        assert_eq!(rect, Some(Rectangle {
+            top_left: Point { x: 0, y: 0 },
+            bottom_right: Point { x: 10, y: 10 }
+        }));
+    }
+
+    #[test]
+    fn test_parse_invalid_format() {
+        assert!(Rectangle::parse("invalid").is_none());
+        assert!(Rectangle::parse("0,0,10").is_none());
+        assert!(Rectangle::parse("0,0,10,10,12").is_none());
+    }
+
+    #[test]
+    fn test_parse_invalid_coordinates() {
+        assert!(Rectangle::parse("10,10,0,0").is_none());
+    }
+} 

exercises/24_new_features/03_gat.rs

@@ -0,0 +1,77 @@
+// gat.rs
+//
+// GAT (Generic Associated Types) 是 Rust 1.65 中引入的一个强大特性。
+// 它允许在关联类型中使用泛型参数，这在创建容器类型和迭代器时特别有用。
+//
+// 在这个练习中，我们将实现一个简单的 Map 容器，它可以存储不同类型的值
+// 并提供类型安全的访问方法。
+
+#![allow(dead_code)]
+
+// 定义一个特征，表示可以存储和检索值的容器
+trait Container {
+    // TODO: 使用 GAT 定义一个关联类型 Value，它有一个生命周期参数
+    type Value<'a>: 'a
+    where
+        Self: 'a;
+
+    // 获取容器中的值的引用
+    fn get<'a>(&'a self) -> Self::Value<'a>;
+}
+
+// 一个简单的包装类型
+struct Wrapper<T>(T);
+
+// TODO: 为 Wrapper<T> 实现 Container 特征
+// Value 类型应该是对 T 的引用
+impl<T> Container for Wrapper<T> {
+    type Value<'a> = todo!("定义正确的关联类型");
+
+    fn get<'a>(&'a self) -> Self::Value<'a> {
+        todo!("返回对内部值的引用")
+    }
+}
+
+// 一个选项包装类型
+struct OptionWrapper<T>(Option<T>);
+
+// TODO: 为 OptionWrapper<T> 实现 Container 特征
+// Value 类型应该是 Option<&T>
+impl<T> Container for OptionWrapper<T> {
+    type Value<'a> = todo!("定义正确的关联类型");
+
+    fn get<'a>(&'a self) -> Self::Value<'a> {
+        todo!("返回 Option<&T>")
+    }
+}
+
+#[cfg(test)]
+mod tests {
+    use super::*;
+
+    #[test]
+    fn test_wrapper() {
+        let w = Wrapper(42);
+        assert_eq!(*w.get(), 42);
+    }
+
+    #[test]
+    fn test_option_wrapper_some() {
+        let w = OptionWrapper(Some(42));
+        assert_eq!(w.get(), Some(&42));
+    }
+
+    #[test]
+    fn test_option_wrapper_none() {
+        let w: OptionWrapper<i32> = OptionWrapper(None);
+        assert_eq!(w.get(), None);
+    }
+
+    // 这个测试确保我们的实现可以处理不同的生命周期
+    #[test]
+    fn test_lifetime() {
+        let w = Wrapper(String::from("hello"));
+        let r: &String = w.get();
+        assert_eq!(r, "hello");
+    }
+} 

exercises/24_new_features/04_async_trait.rs

@@ -0,0 +1,103 @@
+// async_trait.rs
+//
+// 异步特征是 Rust 1.75 中稳定的新特性。它允许在特征中直接定义异步方法，
+// 不再需要使用 async-trait 宏。这个特性大大简化了异步编程的代码。
+//
+// 在这个练习中，我们将实现一个简单的异步数据获取接口。
+
+#![allow(dead_code)]
+
+use std::time::Duration;
+
+// 模拟一个数据源
+struct DataSource {
+    data: Vec<String>,
+}
+
+impl DataSource {
+    fn new() -> Self {
+        Self {
+            data: vec![
+                "Hello".to_string(),
+                "World".to_string(),
+                "Rust".to_string(),
+            ],
+        }
+    }
+}
+
+// TODO: 实现一个异步特征 AsyncDataFetcher
+// 它应该包含以下异步方法：
+// - fetch_data: 获取指定索引的数据
+// - fetch_all: 获取所有数据
+// - count: 获取数据总数
+trait AsyncDataFetcher {
+    async fn fetch_data(&self, index: usize) -> Option<String>;
+    async fn fetch_all(&self) -> Vec<String>;
+    async fn count(&self) -> usize;
+}
+
+// TODO: 为 DataSource 实现 AsyncDataFetcher 特征
+impl AsyncDataFetcher for DataSource {
+    async fn fetch_data(&self, index: usize) -> Option<String> {
+        todo!("模拟异步获取数据，使用 tokio::time::sleep 增加延迟")
+    }
+
+    async fn fetch_all(&self) -> Vec<String> {
+        todo!("模拟异步获取所有数据")
+    }
+
+    async fn count(&self) -> usize {
+        todo!("模拟异步获取数据数量")
+    }
+}
+
+#[cfg(test)]
+mod tests {
+    use super::*;
+    use tokio::time::sleep;
+
+    #[tokio::test]
+    async fn test_fetch_data() {
+        let source = DataSource::new();
+        
+        // 测试获取有效索引的数据
+        assert_eq!(source.fetch_data(0).await, Some("Hello".to_string()));
+        assert_eq!(source.fetch_data(1).await, Some("World".to_string()));
+        
+        // 测试获取无效索引的数据
+        assert_eq!(source.fetch_data(10).await, None);
+    }
+
+    #[tokio::test]
+    async fn test_fetch_all() {
+        let source = DataSource::new();
+        let all_data = source.fetch_all().await;
+        
+        assert_eq!(all_data, vec![
+            "Hello".to_string(),
+            "World".to_string(),
+            "Rust".to_string(),
+        ]);
+    }
+
+    #[tokio::test]
+    async fn test_count() {
+        let source = DataSource::new();
+        assert_eq!(source.count().await, 3);
+    }
+
+    #[tokio::test]
+    async fn test_concurrent_fetch() {
+        let source = DataSource::new();
+        
+        // 测试并发获取数据
+        let (data1, data2) = tokio::join!(
+            source.fetch_data(0),
+            source.fetch_data(1)
+        );
+        
+        assert_eq!(data1, Some("Hello".to_string()));
+        assert_eq!(data2, Some("World".to_string()));
+    }
+} 

exercises/24_new_features/README.md

@@ -0,0 +1,16 @@
+# Rust 新特性练习
+
+这个章节包含了一些 Rust 最新特性的练习。通过这些练习，你将学习到：
+
+1. const 泛型（Rust 1.51+）
+2. GAT (Generic Associated Types) (Rust 1.65+)
+3. let-else 语句（Rust 1.65+）
+4. 异步特征（Rust 1.75+）
+
+## 推荐阅读
+
+* [Rust 1.51 发布说明](https://blog.rust-lang.org/2021/03/25/Rust-1.51.0.html)
+* [Rust 1.65 发布说明](https://blog.rust-lang.org/2022/11/03/Rust-1.65.0.html)
+* [Rust 1.75 发布说明](https://blog.rust-lang.org/2023/12/28/Rust-1.75.0.html)
+* [Rust Reference: Generic Associated Types](https://doc.rust-lang.org/reference/items/associated-items.html#generic-associated-types-gats)
+* [Rust Reference: const 泛型](https://doc.rust-lang.org/reference/items/generics.html#const-generics)