55-用 Box 包裹 trait
用 Box 包裹 trait — Easy Rust 中文译本
译文 · 基于 Easy Rust
原文链接: https://dhghomon.github.io/easy_rust/Chapter_54.html
中文参考：kumakichi/easy_rust_chs
用 Box 包裹 trait
Box对于返回trait非常有用。你可以像这个例子一样用泛型函数写trait:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
| use std::fmt::Display;
struct DoesntImplementDisplay {}
fn displays_it<T: Display>(input: T) {
println!("{}", input);
}
fn main() {}
|
这个只能接受Display的东西，所以它不能接受我们的DoesntImplementDisplay结构。但是它可以接受很多其他的东西，比如String。
你也看到了，我们可以使用 impl Trait 来返回其他的trait，或者闭包。Box也可以用类似的方式使用。你可以使用 Box，否则编译器将不知道值的大小。这个例子表明，trait可以用在任何大小的东西上:
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
47
48
49
50
| #![allow(dead_code)] // 让编译器别抱怨
use std::mem::size_of; // 用来获取类型大小
trait JustATrait {} // 我们会给所有类型实现它
enum EnumOfNumbers {
I8(i8),
AnotherI8(i8),
OneMoreI8(i8),
}
impl JustATrait for EnumOfNumbers {}
struct StructOfNumbers {
an_i8: i8,
another_i8: i8,
one_more_i8: i8,
}
impl JustATrait for StructOfNumbers {}
enum EnumOfOtherTypes {
I8(i8),
AnotherI8(i8),
Collection(Vec<String>),
}
impl JustATrait for EnumOfOtherTypes {}
struct StructOfOtherTypes {
an_i8: i8,
another_i8: i8,
a_collection: Vec<String>,
}
impl JustATrait for StructOfOtherTypes {}
struct ArrayAndI8 {
array: [i8; 1000], // 这个会非常大
an_i8: i8,
in_u8: u8,
}
impl JustATrait for ArrayAndI8 {}
fn main() {
println!(
"{}, {}, {}, {}, {}",
size_of::<EnumOfNumbers>(),
size_of::<StructOfNumbers>(),
size_of::<EnumOfOtherTypes>(),
size_of::<StructOfOtherTypes>(),
size_of::<ArrayAndI8>(),
);
}
|
当我们打印这些东西的size的时候，我们得到2, 3, 32, 32, 1002。所以如果你像下面这样做的话，会得到一个错误：
1
2
3
4
5
| // ⚠️
fn returns_just_a_trait() -> JustATrait {
let some_enum = EnumOfNumbers::I8(8);
some_enum
}
|
它说：
1
2
3
4
5
| error[E0746]: return type cannot have an unboxed trait object
--> src\main.rs:53:30
|
53 | fn returns_just_a_trait() -> JustATrait {
| ^^^^^^^^^^ doesn't have a size known at compile-time
|
而这是真的，因为size可以是2，3，32，1002，或者其他任何东西。所以我们把它放在一个Box中。在这里我们还要加上dyn这个关键词。dyn这个词告诉你，你说的是一个trait，而不是一个结构体或其他任何东西。
所以你可以把函数改成这样。
1
2
3
4
5
| // 🚧
fn returns_just_a_trait() -> Box<dyn JustATrait> {
let some_enum = EnumOfNumbers::I8(8);
Box::new(some_enum)
}
|
现在它工作了，因为在栈上只是一个Box，我们知道Box的大小。
你会经常看到Box<dyn Error>这种形式，因为有时你可能会有多个可能的错误。
我们可以快速创建两个错误类型来显示这一点。要创建一个正式的错误类型，你必须为它实现std::error::Error。这部分很容易:只要写出 impl std::error::Error {}。但错误还需要Debug和Display，这样才能给出问题的信息。Debug只要加上#[derive(Debug)]就行，很容易，但Display需要.fmt()方法。我们之前做过一次。
代码是这样的:
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
47
48
| use std::error::Error;
use std::fmt;
#[derive(Debug)]
struct ErrorOne;
impl Error for ErrorOne {} // 现在它是带 Debug 的错误类型。该实现 Display 了：
impl fmt::Display for ErrorOne {
fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
write!(f, "You got the first error!") // 只是写出这条消息
}
}
#[derive(Debug)] // 对 ErrorTwo 做同样的事
struct ErrorTwo;
impl Error for ErrorTwo {}
impl fmt::Display for ErrorTwo {
fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
write!(f, "You got the second error!")
}
}
// 写一个只返回 String 或错误的函数
fn returns_errors(input: u8) -> Result<String, Box<dyn Error>> { // 用 Box<dyn Error> 可以返回任何实现了 Error 的类型
match input {
0 => Err(Box::new(ErrorOne)), // 别忘了放进 Box
1 => Err(Box::new(ErrorTwo)),
_ => Ok("Looks fine to me".to_string()), // 这是成功时的类型
}
}
fn main() {
let vec_of_u8s = vec![0_u8, 1, 80]; // 拿三个数字试试
for number in vec_of_u8s {
match returns_errors(number) {
Ok(input) => println!("{}", input),
Err(message) => println!("{}", message),
}
}
}
|
这将打印:
1
2
3
| You got the first error!
You got the second error!
Looks fine to me
|
如果我们没有Box<dyn Error>，写了这个，我们就有问题了。
1
2
3
4
5
6
7
8
| // ⚠️
fn returns_errors(input: u8) -> Result<String, Error> {
match input {
0 => Err(ErrorOne),
1 => Err(ErrorTwo),
_ => Ok("Looks fine to me".to_string()),
}
}
|
它会告诉你。
1
2
| 21 | fn returns_errors(input: u8) -> Result<String, Error> {
| ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ doesn't have a size known at compile-time
|
这并不奇怪，因为我们知道，一个trait可以作用于很多东西，而且它们各自有不同的大小。