【Chrono库】WeekdaySet 星期几集合实现解析（weekday_set.rs）

这是一个 Rust 时间库中的星期几集合 (WeekdaySet) 实现，使用位掩码高效存储和操作星期几集合。

核心设计

数据结构

rust 复制代码

pub struct WeekdaySet(u8); // 使用单个字节存储，第8位始终为0

使用位掩码表示星期几集合
第1-7位分别对应周一至周日
第8位始终为0，保持不变量

主要功能

1. 创建方法

rust 复制代码

// 从数组创建
WeekdaySet::from_array([Mon, Wed, Fri])

// 创建单个星期几
WeekdaySet::single(Mon)

// 预定义常量
WeekdaySet::EMPTY  // 空集
WeekdaySet::ALL    // 包含所有星期

2. 集合操作

rust 复制代码

// 标准集合操作
set1.union(set2)           // 并集
set1.intersection(set2)    // 交集  
set1.difference(set2)      // 差集
set1.symmetric_difference(set2) // 对称差集

// 子集检查
set1.is_subset(set2)

3. 元素操作

rust 复制代码

// 增删元素
set.insert(Mon)  // 返回是否为新元素
set.remove(Mon)  // 返回是否包含该元素

// 查询
set.contains(Mon)
set.is_empty()
set.len()        // 元素数量

4. 迭代功能

rust 复制代码

// 从指定星期开始迭代（可环绕）
let iter = set.iter(Wed)  // 从周三开始
iter.next() → Wed, Fri, Mon, ...

关键技术点

位掩码映射

rust 复制代码

Weekday::Mon => 0b000_0001  // 第1位
Weekday::Tue => 0b000_0010  // 第2位  
Weekday::Wed => 0b000_0100  // 第3位
// ... 以此类推
Weekday::Sun => 0b100_0000  // 第7位

迭代器算法

split_at() 方法将集合按指定星期分割：

before: 从周一到指定星期前一天
after: 从指定星期天到周日

迭代时优先处理 after 部分，实现环绕迭代。

性能优化

所有操作都是位运算，非常高效
大部分方法是 const 函数
结构体是 Copy 类型

使用示例

rust 复制代码

// 创建工作日的集合
let workdays = WeekdaySet::from_array([Mon, Tue, Wed, Thu, Fri]);

// 检查是否包含某天
assert!(workdays.contains(Mon));

// 添加周末
let mut all_days = workdays;
all_days.insert(Sat);
all_days.insert(Sun);

// 迭代（从周三开始）
for day in all_days.iter(Wed) {
    println!("{}", day); // 输出: Wed, Thu, Fri, Sat, Sun, Mon, Tue
}

设计优势

内存高效: 仅1字节存储
性能优秀: 位运算操作
编译时计算 : 大量 const 方法
类型安全: 强类型接口
功能完整: 支持完整集合操作

这个实现展示了 Rust 在系统编程中的优势：零成本抽象、内存安全和高效性能。