【学Rust写CAD】20 平铺模式结构体(spread.rs)

这个 Spread。rs文件定义了渐变超出定义区域时的扩展方式，通常用于处理渐变在边界之外的行为。

源码

//color/spread.rs
#[derive(Debug, Clone, Copy)]
pub struct Pad;  // 空结构体，表示 Pad 模式

#[derive(Debug, Clone, Copy)]
pub struct Reflect;  // 空结构体，表示 Reflect 模式

#[derive(Debug, Clone, Copy)]
pub struct Repeat;  // 空结构体，表示 Repeat 模式

trait Spread {
    fn apply(&self, x: i32) -> i32;
}

impl Spread for Pad {
    fn apply(&self, x: i32) -> i32 {
        if x > 255 {
            255
        } else if x < 0 {
            0
        } else {
            x
        }
    }
}

impl Spread for Repeat {
    fn apply(&self, x: i32) -> i32 {
        x & 255
    }
}

impl Spread for Reflect {
    fn apply(&self, x: i32) -> i32 {
        let sign = (x << 23) >> 31;
        (x ^ sign) & 255
    }
}

代码分析

这段代码定义了几种不同的颜色值处理模式，用于处理超出标准RGB范围(0-255)的数值。

主要组成部分

1. 模式定义
   定义了三个空结构体，分别表示不同的处理模式：

pub struct Pad;     // Pad模式
pub struct Reflect; // Reflect模式
pub struct Repeat;  // Repeat模式

这些结构体都是空结构体(零大小类型)，仅用作标记类型(tag types)来实现不同的行为。

2. Spread trait
   定义了一个trait Spread，它有一个方法apply，接受一个i32参数并返回处理后的i32值：

trait Spread {
    fn apply(&self, x: i32) -> i32;
}

3. 不同模式的实现

Pad模式

impl Spread for Pad {
    fn apply(&self, x: i32) -> i32 {
        if x > 255 {
            255
        } else if x < 0 {
            0
        } else {
            x
        }
    }
}

• 将超出范围的值截断到边界

• x > 255 → 返回255

• x < 0 → 返回0

• 否则返回原值

Repeat模式

impl Spread for Repeat {
    fn apply(&self, x: i32) -> i32 {
        x & 255
    }
}

• 使用位运算实现模256的效果

• 相当于x % 256，但效率更高

• 例如：256 → 0, 257 → 1, -1 → 255

Reflect模式

impl Spread for Reflect {
    fn apply(&self, x: i32) -> i32 {
        let sign = (x << 23) >> 31;
        (x ^ sign) & 255
    }
}

• 实现类似"反射"边界的效果

• 当x超出范围时，会像镜子一样反射回来

• 例如：256 → 255, 257 → 254, -1 → 0, -2 → 1

• 使用位运算技巧高效实现：

  • sign计算x的符号位(0表示正，-1表示负)

  • x ^ sign相当于x取反(当x为负时)

  • 最后& 255确保在0-255范围内

使用场景

这段代码可能用于图像处理中，当颜色值计算超出标准范围时，提供不同的处理策略：

• Pad: 简单截断，保持颜色在有效范围内

• Repeat: 循环处理，适合某些纹理或模式重复的场景

• Reflect: 镜像反射处理，可以创建更平滑的过渡效果

这些模式的选择会影响图像处理边缘效果或颜色溢出的处理方式。