4.7.2 为 Box 实现 Trait
译文 · 基于 Learning Rust
为 Box 实现 Trait
原文链接: https://quinedot.github.io/rust-learning/dyn-trait-box-impl.html
让我们看看如何实现 Trait for Box<dyn Trait + '_>。首先要注意的是，大多数方法都会涉及调用 box 内 dyn Trait 的方法，但若直接使用 self.method()，我们会立刻与正在编写的方法（<Box<dyn Trait>>::method）递归！
在这些情况下，我们需要调用 <dyn Trait>::method 而非 <Box<dyn Trait>>::method，以避免无限递归。
既然已强调这一点，让我们直接开始：
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| trait Trait {
fn look(&self);
fn boop(&mut self);
fn bye(self) where Self: Sized;
}
impl Trait for Box<dyn Trait + '_> {
fn look(&self) {
// 我们不想这样做！
// self.look()
// 那会递归调用*本*函数！
// 我们需要调用 `<dyn Trait as Trait>::look`。
// 以下形式均可，取决于你希望多明确。
// 非常明确
// <dyn Trait as Trait>::look(&**self)
// 感谢函数参数的自动解引用
// <dyn Trait>::look(self)
// 非常简洁，属于「见多了就懂」的形式。
// 第一次解引用针对引用（`&Self`），第二次针对 `Box<_>`。
(**self).look()
}
fn boop(&mut self) {
// 与 `&self` 情况类似
(**self).boop()
}
fn bye(self) {
// 呃……见下文
}
}
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哦对了，最后一个。还记得我们之前说的吗？
dyn Trait 没有此方法，但 Box<dyn Trait + '_> 有。
编译器不会在这里猜测该怎么做（而且若需要返回值也无法猜测）。我们无法将 dyn Trait 移出 Box，因为它是 unsized。我们也无法从 dyn Trait 向下转型；即使能，这里也很少有帮助，因为我们既要施加 'static 约束，又要知道实现我们 trait 的每种类型以便对每种尝试向下转型（或采用其他更高效的向下转型方案）。
唉，难怪 Box<dyn Trait> 不会自动实现 Trait。
假设我们想在擦除类型上调用 Trait::bye，是否无路可走？不，有变通办法：
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| // 超 trait 约束
trait Trait: BoxedBye {
fn bye(self);
}
trait BoxedBye {
// 与 `self: Self` 不同，这*不*隐含 `Self: Sized`，
// 因而*会*对 `dyn BoxedBye + '_`……以及自动对 `dyn Trait + '_` 可用。
fn boxed_bye(self: Box<Self>);
}
// 我们为所有 `Sized` 的 `Trait` 实现者实现此 trait，
// 通过拆箱并调用 `Trait::bye`
impl<T: Trait> BoxedBye for T {
fn boxed_bye(self: Box<Self>) {
<Self as Trait>::bye(*self)
}
}
impl Trait for Box<dyn Trait + '_> {
fn bye(self) {
// 这次传递 `self` 而非 `*self`
<dyn Trait as BoxedBye>::boxed_bye(self);
}
}
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通过添加超 trait 约束，编译器将为 dyn Trait + '_ 提供 BoxedBye 的实现。该实现将调用 Box<Erased> 的 BoxedBye 实现，其中 Erased 是擦除的基类型。这正是我们的 blanket 实现，它拆箱 Erased 并调用 Erased 的 Trait::bye。
<dyn Trait as BoxedBye>::boxed_bye 的签名中，接收者类型为 Box<dyn Trait + '_>，与 <Box<dyn Trait + '_> as Trait>::bye 的签名完全相同。因此我们得以完成 Trait for Box<dyn Trait + '_> 的实现。
在 Box<dyn Trait + '_> 上调用 Trait::bye 时的调用流程如下：
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| <Box<dyn Trait>>::bye (_: Box<dyn Trait>) -- 直接传递 -->
< dyn Trait >::boxed_bye(_: Box<dyn Trait>) -- 通过 vtable -->
< Erased >::boxed_bye(_: Box< Erased >) -- 通过拆箱 -->
< Erased >::bye (_: Erased ) :)
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任何 Sized 的 Trait 实现者都会免费获得我们对 BoxedBye 超 trait 的 blanket 实现，无需做任何特殊处理。
最后一点，我们写的是
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| # trait Trait {}
impl Trait for Box<dyn Trait + '_> {
// 这里： ^^^^
# }
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我们不需要要求 'static，因此更灵活。 也很容易忘记。