为什么不能将一个已封装（boxed）的结构体作为特质（trait）来借用？

Question

给定一个实现trait T的结构体S，为什么Box<S>不能实现Borrow<dyn T>？

我本以为下面的代码可以编译通过，但实际上不行：

trait T{}
struct S{}
impl T for S{}

fn f1(s: &S) -> &dyn T {
    s
}

fn f2(s: &Box<S>) -> &dyn T {
    std::borrow::Borrow::borrow(s)
}

为什么f1能编译通过，而f2不能？（在第一种情况下，从&S到&dyn T的转换被执行了，而在第二种情况下没有执行）。

- lovasoa

Answer 1

这与类型推断和类型转换的工作方式有关。 Borrow 特质的参数是被借用值的类型，并且类型检查器需要知道它是什么。

如果您只写:

std::borrow::Borrow::borrow(s)

那么，在 Borrow<B> 中的类型B 将从周围的代码中推断出来。在您的情况下，它被推断为 dyn T，因为这是返回值。然而，dyn T 是与 S 完全不同的类型，所以它无法通过类型检查。

一旦类型检查器知道返回值的类型是 &S，那么它就可以将其强制转换为 &dyn T，但您需要提供该信息：

fn f2(s: &Box<S>) -> &dyn T {
    let s: &S = std::borrow::Borrow::borrow(s);
    s
}

或者，更简洁地说：

fn f2(s: &Box<S>) -> &dyn T {
    std::borrow::Borrow::<S>::borrow(s)
}

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Sébastien Renauld的回答有效的原因是因为Deref使用的是关联类型而不是类型参数。由于每个类型只能有一个Deref实现，所以类型检查器可以轻松推断出<S as Deref>::Target，并且相关的Target类型是唯一确定的。与此不同的是Borrow，因为Box<S> 可能 实现Borrow<()>, Borrow<i32>, Borrow<Box<Option<Vec<bool>>>>,... 所以你需要更明确地指定你想要的实现方式。

- Peter Hall

Answer 2

&Box<S>并不直接等于Box<&S>，这就是为什么它不能直接编译的原因。

你可以通过取消引用相对容易地修复这个问题，像这样：

use std::ops::Deref;
trait T{}
struct S{}
impl T for S{}

fn f1(s : &S) -> &(dyn T) {
    s
}

fn f2(s : &Box<S>) -> &(dyn T) {
    s.deref()
}

（特质Deref的存在使阅读稍微容易了一些）

调用deref()是在&self上操作的，所以拥有&Box<S>就足以调用它。它只是简单地返回&S，并且由于它实现了T，类型检查通过。

- Sébastien Renauld

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&Box<S>并不直接等同于Box<&S>。但是在这两种情况下，&Box<S>::borrow()的类型实际上都是&S，不是吗？ - lovasoa