Question

我有这种类型：

struct Wrap<T>(Vec<T>);

我想实现std::ops::Index并返回对trait对象的引用。这是我的第一次尝试（Playground）：

use std::ops::Index;
use std::fmt::Display;


impl<T> Index<usize> for Wrap<T>
where
    T: Display
{
    type Output = Display;
    fn index(&self, index: usize) -> &Self::Output {
        &self.0[index]
    }
}

这不起作用并导致此错误：

error[E0310]: the parameter type `T` may not live long enough
  --> src/main.rs:13:9
   |
7  | impl<T> Index<usize> for Wrap<T>
   |      - help: consider adding an explicit lifetime bound `T: 'static`...
...
13 |         &self.0[index]
   |         ^^^^^^^^^^^^^^
   |
note: ...so that the type `T` will meet its required lifetime bounds
  --> src/main.rs:13:9
   |
13 |         &self.0[index]
   |         ^^^^^^^^^^^^^^

我想我知道为什么会发生这种情况：type Output = Display等同于type Output = Display + 'static，因为每个特征对象都带有一个生命周期界限，默认为'static。

所以现在我可以将'static绑定到我的参数T，但我认为这是过度约束的。不使用关联类型时，我可以轻松实现这样的方法：

impl<T> Wrap<T>
where
    T: Display,
{
    fn my_index(&self, index: usize) -> &Display {
        &self.0[index]
    }
}

不需要'static绑定，因为现在签名是desugars：

fn my_index<'a>(&'a self, index: usize) -> &'a Display + 'a

这是有道理的：特质对象必须至少生活'a。（Playground with all the code）。

但是我可以使用关联类型（与Index特征一样）来完成这项工作吗？我觉得这可能适用于通用关联类型，但（a）我不确定和（b）它们尚未实现。

Answer 1

一种尝试是将生命周期附加到impl：

// Note: won't work.

impl<'a, T> Index<usize> for Wrap<T>
where
    T: Display + 'a,
{
    type Output = Display + 'a;
    fn index(&self, index: usize) -> &Self::Output {
        &self.0[index]
    }
}

但是，编译器不会接受它，因为未使用'a。

error[E0207]: the lifetime parameter `'a` is not constrained by the impl trait, self type, or predicates
 --> src/main.rs:7:6
  |
7 | impl<'a, T> Index<usize> for Wrap<T>
  |      ^^ unconstrained lifetime parameter

error code E0207建议了几种解决方案，但由于我们无法更改Index特征，唯一可接受的解决方案是让Wrap捕获无约束的生命周期参数：

use std::ops::Index;
use std::fmt::Display;
use std::marker::PhantomData;

struct Wrap<'a, T>(Vec<T>, PhantomData<&'a ()>);
//          ^~             ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~

impl<'a, T> Index<usize> for Wrap<'a, T>
where
    T: Display + 'a,
{
    type Output = Display + 'a;
    fn index(&self, index: usize) -> &Self::Output {
        &self.0[index]
    }
}

fn main() {
    let w = Wrap(vec!['a', 'b'], PhantomData);
    println!("{}", &w[0]); // prints "a"

    let s = "hi".to_string();
    let w = Wrap(vec![&s], PhantomData);
    println!("{}", &w[0]); // prints "hi"
}

（Playground）

当然，这会改变你的API，并且额外的生命周期会在任何地方感染......如果这是不可接受的，你可以

不使用Index特征，而是引入您自己的生命周期敏感特征（因此用户需要使用w.my_index(i)代替&w[i]）;或
设置Output = Display + 'static，并排除所有瞬态类型。用户需要克隆或使用Rc。

Answer 2

Return a reference to T instead of returning a reference to a trait object and let the user cast to a trait object, or just let Rust implicitly infer from the context when to perform the cast:

use std::fmt::Display;
use std::ops::Index;

fn main() {
    let w1 = Wrap(vec!['I', 'b']);
    let s = "am".to_string();
    let w2 = Wrap(vec![&s]);
    let w3 = Wrap(vec![1, 2]);

    let mut trait_store: Vec<Box<Display>> = Vec::new();

    trait_store.push(Box::new(w1.index(0)));
    trait_store.push(Box::new(w2.index(0)));
    trait_store.push(Box::new(w3.index(0)));

    for el in trait_store {
        println!("{}", el);
    }
}

struct Wrap<T>(Vec<T>);

impl<T> Index<usize> for Wrap<T> {
    type Output = T;
    fn index(&self, index: usize) -> &Self::Output {
        &self.0[index]
    }
}

Answer 3

嗨，我遇到了和你一样的问题。 “就像 &Index<usize, Output = Display>。这不能直接与 Index 一起使用，但在我的问题中使用 Index 使它更容易一些。”

我不知道 Rust 是否发布了一些相关功能。但我想出了一个相当愚蠢的方式来满足我的要求。

此方法仅在实现 trait 的结构是可枚举的时才有效。假设您有三个结构体 Index1, Index2, Index3，它们都实现了 trait Index<usize, Output = Display>

然后我们可以简单地将这些结构体包装起来

pub enum Indices{
    Index1(Index1),
    Index2(Index2),
    Index3(Index3),
}

然后为枚举及其所有变体实现特征，有一个例子： rust - How do I implement a trait for an enum and its respective variants? - Stack Overflow

如何使用非相关类型的非静态特征对象？

3 个答案: