generics - 特征对象如何将具有泛型方法的特征作为参数?
问题描述
所以特征对象不能有泛型的方法——看起来不错。但是在这种语言中,使用抽象机制的唯一方法是通过泛型和特征对象。这意味着对于每个特征,我必须事先决定它是否可以用作对象,并在任何地方使用 dyn 而不是 impl。并且它内部的所有特征都必须以相同的方式来支持这一点。这种感觉非常难看。您能提出什么建议或告诉我为什么要这样设计吗?
fn main() {}
// some abstracted thing
trait Required {
fn f(&mut self, simple: i32);
}
// this trait doesn't know that it's going to be used by DynTrait
// it just takes Required as an argument
// nothing special
trait UsedByDyn {
// this generic method doesn't allow this trait to be dyn itself
// no dyn here: we don't know about DynTrait in this scope
fn f(&mut self, another: impl Required);
}
// this trait needs to use UsedByDyn as a function argument
trait DynTrait {
// since UsedByDyn uses generic methods it can't be dyn itself
// the trait `UsedByDyn` cannot be made into an object
//fn f(&mut self, used: Box<dyn UsedByDyn>);
// we can't use UsedByDyn without dyn either otherwise Holder can't use us as dyn
// the trait `DynTrait` cannot be made into an object
// fn f(&mut self, used: impl UsedByDyn);
// how to use UsedByDyn here?
}
struct Holder {
CanBeDyn: Box<dyn DynTrait>,
}
解决方案
这意味着对于每个特征,我必须事先决定它是否可以用作对象,并在任何地方使用 dyn 而不是 impl。
你可以这样做,但幸运的是,这不是唯一的选择。
你也可以像往常一样编写你的特征,在适当的地方使用泛型。如果/当您需要 trait 对象时,请定义一个您在本地使用的新的对象安全 trait,并在该位置公开您实际需要的 API 子集。
例如,假设您拥有或使用了一个非对象安全的特征:
trait Serialize {
/// Serialize self to the given IO sink
fn serialize(&self, sink: &mut impl io::Write);
}
该特征不能用作特征对象,因为它(可能是为了确保最大效率)具有通用方法。但这并不需要阻止您的代码使用特征对象来访问特征的功能。假设您需要将Serialize
值装箱以便将它们保存在一个向量中,您将把它保存到一个文件中:
// won't compile
struct Pool {
objs: Vec<Box<dyn Serialize>>,
}
impl Pool {
fn add(&mut self, obj: impl Serialize + 'static) {
self.objs.push(Box::new(obj) as Box<dyn Serialize>);
}
fn save(&self, file: &Path) -> io::Result<()> {
let mut file = io::BufWriter::new(std::fs::File::create(file)?);
for obj in self.objs.iter() {
obj.serialize(&mut file);
}
Ok(())
}
}
以上内容无法编译,因为Serialize
它不是对象安全的。但是 - 您可以轻松定义满足以下需求的新对象安全特征Pool
:
// object-safe trait, Pool's implementation detail
trait SerializeFile {
fn serialize(&self, sink: &mut io::BufWriter<std::fs::File>);
}
// Implement `SerializeFile` for any T that implements Serialize
impl<T> SerializeFile for T
where
T: Serialize,
{
fn serialize(&self, sink: &mut io::BufWriter<std::fs::File>) {
// here we can access `Serialize` because `T` is a concrete type
Serialize::serialize(self, sink);
}
}
现在Pool
几乎可以使用dyn SerializeFile
(游乐场):
struct Pool {
objs: Vec<Box<dyn SerializeFile>>,
}
impl Pool {
fn add(&mut self, obj: impl Serialize + 'static) {
self.objs.push(Box::new(obj) as Box<dyn SerializeFile>);
}
// save() defined the same as before
...
}
定义一个单独的对象安全 trait 似乎是不必要的工作 - 如果原始 trait 足够简单,您当然可以从一开始就使其对象安全。但是有些特征要么太通用,要么太面向性能,以至于从一开始就无法做到对象安全,在这种情况下,最好记住保持通用性是可以的。当您确实需要对象安全版本时,它通常用于具体任务,其中根据原始特征实现的自定义对象安全特征将完成这项工作。
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