4.6 `dyn Trait`
06-dyn Trait — Comprehensive Rust
译文 · 基于 Comprehensive Rust
原文链接: https://google.github.io/comprehensive-rust/generics/dyn-trait.html
4.6 dyn Trait
除了通过泛型用 trait 做静态分发外，Rust 还支持通过 trait 对象做类型擦除的动态分发：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
| // Copyright 2024 Google LLC
// SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
struct Dog {
name: String,
age: i8,
}
struct Cat {
lives: i8,
}
trait Pet {
fn talk(&self) -> String;
}
impl Pet for Dog {
fn talk(&self) -> String {
format!("Woof, my name is {}!", self.name)
}
}
impl Pet for Cat {
fn talk(&self) -> String {
String::from("Miau!")
}
}
// 使用泛型与静态分发。
fn generic(pet: &impl Pet) {
println!("Hello, who are you? {}", pet.talk());
}
// 使用类型擦除与动态分发。
fn dynamic(pet: &dyn Pet) {
println!("Hello, who are you? {}", pet.talk());
}
fn main() {
let cat = Cat { lives: 9 };
let dog = Dog { name: String::from("Fido"), age: 5 };
generic(&cat);
generic(&dog);
dynamic(&cat);
dynamic(&dog);
}
|
泛型（包括 impl Trait）通过单态化为每个不同的实例化类型生成专用函数版本。这意味着在泛型函数内调用 trait 方法仍使用静态分发，因为编译器有完整类型信息，并能解析应使用该类型的哪个 trait 实现。
使用 dyn Trait 时，则通过
虚方法表（vtable）做动态分发。这意味着无论传入何种 Pet，都只有一个版本的 fn dynamic。
使用 dyn Trait 时，trait 对象需要某种间接层。本例中是引用，也可用 Box 等智能指针类型（第 3 天会演示）。
运行时，&dyn Pet 表示为「胖指针」，即一对指针：一个指向实现了 Pet 的具体对象，另一个指向该类型对该 trait 实现的 vtable。在 &dyn Pet 上调用 talk 时，编译器在 vtable 中查找 talk 的函数指针，再调用该函数，并把指向 Dog 或 Cat 的指针传进去。编译器无需知道 Pet 的具体类型就能做到这一点。
dyn Trait 被认为是「类型擦除」的，因为我们不再在编译期知道具体类型是什么。