通过trait在struct中存储一个值是否可行？

Question

编辑注：此代码示例来自 Rust 1.0 之前的版本，不是 Rust 1.0 代码的语法正确。更新后的代码版本会产生不同的错误，但答案仍包含有价值的信息。

我尝试过使用和不使用 Box，以及使用和不使用生命周期：

trait TraitToImpl {
    fn do_something(self, val: i32);
}

struct Cont {
    value: i32,
}

impl TraitToImpl for Cont {
    fn do_something(self, val: i32) {
        println!("{}", val);
    }
}

struct StoreTrait<'a> {
    field: Box<TraitToImpl + 'a>,
}

fn main() {
    let cont = Box::new(Cont { value: 12 }) as Box<TraitToImpl>;
    let a = StoreTrait { field: cont };
    a.field.do_something(123);
}

我只得到了这个错误信息：

错误：无法转换为Trait对象，因为TraitToImpl特性不是对象安全的。

- Sergey Zalizko

Answer 1

问题在于，正如错误信息所说，TraitToImpl 特质不是对象安全的。也就是说，通过引用（如 &TraitToImpl 或 Box<TraitToImpl>）使用该特定特质是不安全的。

具体来说，do_something 方法按值获取 self。考虑一下：编译器如何在将 Cont 放入 Box<TraitToImpl> 中后调用此方法？它必须将该值复制到类型为 Cont 的参数中（这是 impl 所期望的），但是这个调用必须适用于可能实现 TraitToImpl 的任何类型和任何大小！

实际结果是：如果您有一个包含按值 self 或泛型的特质，则无法通过引用使用它。在调用发生的时候，编译器不再具有足够的信息来生成必要的代码。

也许可以尝试使用 &self 代替？ :)

- DK.

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非常感谢。这个错误信息对我来说不够清晰。而且，如果我理解正确的话，通过 trait 传递按值传递是不可能的。 - Sergey Zalizko

Answer 2

为了理解这个错误的源头，查看Object Safety RFC中object-safe的定义可能会有所帮助：

我们说trait T 上的方法m是对象安全的，如果在当前Rust中调用x.m(...)是合法的，其中x具有类型&T，即x是一个trait对象。如果T中的所有方法都是对象安全的，则我们说T是对象安全的。

正如@DK指出的那样，x.do_something(...)是非法的，因为无法通过值传递TraitToImpl。

请注意，从非对象安全trait派生也可能违反对象安全性。例如：

trait TraitToImpl : Clone {
    fn do_something(&self, val: int); // this method is object-safe
}

由于Clone本身具有非对象安全方法(fn clone(&self) -> Self)，因此不符合对象安全要求。

- bluenote10