Question

我想内联TraitA::x()方法而不知道谁实现了TraitA。

例如：

（注意：StructB实现TraitA。）

let a: &TraitA = &StructB { x: 0f32 };
a.x(); // This should access `a.x` field directly
       // as `TraitA::x()` always return the same field,
       // the same `b.x` field slot.

该方法将在不同的结构中以相同的方式实现。

trait TraitA {
    fn x(&self) -> f32;
}

struct StructB {
    x: f32
}

impl TraitA for StructB {
    #[inline]
    fn x(&self) -> f32 {
        self.x
    }
}

a.x()会内联到(a as &StructB).x吗？

例如，我可以在C ++上做到这一点

class A {
    float _x;

public:
    float x() {
        return _x;
    }
};

struct B : A {};

int main() {
    A* a = new B;
    a->x();
}

Answer 1

我认为您在这里有些困惑。首先：在纯虚拟环境中使用特征时，不可能从特征中内联方法（也就是说：您没有有关实际类型的信息）。看起来像这样：

fn unknown_type(foo: &MyTrait) -> f32 {
    foo.x()
}

在这里，编译器可能无法知道特征对象foo后面的实际类型。因此，它被迫使用vtable并进行动态分配以调用该方法。有一种名为 devirtualization 的优化，它试图猜测正确的类型以进行静态分派（甚至是内联方法），但是这种优化有其局限性。

a.x()会内联到(a as &StructB).x吗？

在大多数情况下是的，但这与您的内联属性或特征对象无关。在您的小示例中，编译器可以看到整个函数，并且知道a具有基础类型StructB。但这又不是纯粹的虚拟上下文：编译器具有可以使用的类型信息。

另一件事：这一切与Java中的final / C＃中的f没有关系-如the first version of your question中所述。

这些关键字仅对类层次结构有用。由于原则上可以覆盖派生类中Java / C＃中每个类的所有方法，因此，从理论上讲，编译器永远不能内联或静态分派方法。它总是必须检查vtable来检查是否存在该方法的更专业版本。当编译器具有将该方法声明为final的类的变量时，由于可以保证不会被覆盖，因此可以静态调用它。

但是（在这个问题上）Rust中具有trait对象等同于具有接口类型的变量。而且，您（显然）不能将接口方法声明为final。因此在这里，无论某些实现类是否将其实现声明为final，编译器都必须执行虚拟调度。

此外，您的C ++与您的要求没有任何关系。基类A声明带有方法主体的非虚函数。这意味着该函数在虚拟上下文中将永远不可调用。但是在您的Rust代码中，x()没有主体，可以在虚拟上下文中使用。

在Rust中没有这样的东西，但是您可以通过impl Trait { ... }向trait对象添加方法。具有此特征的实现者无法覆盖这些方法，因此编译器可以执行静态分派或轻松地内联该方法。

您可以看到该示例及其程序集here。

要回答我认为您实际上要问的问题：

您想内联该trait方法调用，以使其与具体类型的简单字段访问一样便宜/快速，对吧？

同样，在纯虚拟环境中是不可能的。当编译器不知道实现类型时，它不能生成简单的字段访问，因为它不知道该字段与基本指针的偏移量！我的意思是，并非所有实现类型都可以保证具有相同的内存布局，并且可以将x始终保持在相同的位置。

但是，它可能比一种方法做的更好：代替调用getter方法，可以将字段偏移量存储在vtable中，并使用该偏移量对字段进行索引。那仍然比标准的现场访问要贵，但比方法调用要快。

这正是this RFC: "Allow fields in traits that map to lvalues in impl'ing type"中的建议。 RFC线程已关闭，但RFC仍在开发中。

所以您现在不能这样做。使用特质方法是目前最好的方法。

Answer 2

根据Can #[inline] be used in both trait method declarations and implementations?和this thread on the language forum，不可能告诉编译器应内联特定方法的所有实现。但是，由于Rust是静态类型的，所以特征可以在编译时消除歧义，所以我看不出Rust编译器不能内联特定方法实现的理由。我不能肯定地说它是否会这样做，因为#[inline]属性只是编译器可以随意忽略的建议，但是即使我们在谈论独立函数而不是在讨论独立函数，这也是正确的方法。换句话说，内联方法应该是可能的，但在任何情况下都不应依赖于内联函数。

内联常用方法

2 个答案: