在 Rust 中，是否可能对泛型进行编译时类型检查？

Question

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我不想检查一个类型是否具有某种特征，但我想能够区分例如结构体和整数。由于结构体和整数都可以实现相同的特征，我不知道如何区分它们。

我之所以想这样做，是因为我正在使用serde_json将通用类型转换为JSON，但我希望它只成为JSON对象（当它是一个结构体时才会发生），但它不应该转换成其他任何东西（例如JSON I64）。由于结构体和整数都可以实现Serialize特征，所以没有办法区分它们。

目前，我让程序崩溃，因为它不是可以恢复的错误，但由于我可能在编译时知道这一点，我想知道是否有任何机制可以在编译阶段确定类型。

我想知道如何通过它们的“类别”而不是它们的特征来区分类型。

- Daniel Fraenkel

Aochagavia刚刚指出，比较类型无法解决我示例中的问题。尽管如此，我希望这个问题能够说明问题。我猜没有优雅的解决方案，只能在运行时进行验证。或者也许可以用过程宏来解决，但那似乎有点过度设计。 - Daniel Fraenkel

你需要想出一种方法，让编译器检查：“我知道这个Serialize的实现总是返回Objects”。 - aochagavia

1个回答

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- aochagavia · Accepted Answer

即使在编译时您成功比较了类型，也无法阻止将struct序列化为Json::I64。它的Serialize实现可以是任何内容！我可以想到一些部分解决方案：

通过模式匹配添加一个运行时检查来查看结果是否确实是Json::Object。如果您希望这始终为真，可以将其与断言组合使用。我认为这就是您现在正在做的事情。

可以创建一个新的特性：

trait SerializeAsObject : Serialize {}

然后，您只需要为那些您确定将被序列化为对象的数据类型实现该特征。但是，没有任何防止您为i64实现特征，因此这里仍有错误的余地。

您可能需要支持依赖类型的类型系统，以确保数据类型的序列化始终产生给定类型的输出。据我所知，这样的类型系统非常复杂，没有广泛使用的语言支持它（您可以查看Idris了解更多信息）。

虽然拥有编译时检查很棒，但编译器只能做到这么多。根据我的经验，在实际的编程中使用依赖类型并不值得麻烦。例如，在这种情况下，您需要提供数学证明，以便编译器可以理解Serialize的实现始终产生对象的序列化。

即使如此，也无法确保程序没有错误！因此，在这种情况下，我认为正确的做法是使用断言，记录您的函数将在无法将数据序列化为对象时引发 panic，并编写单元测试以确保正确调用。