“dyn”和泛型有什么区别？

Question

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我正在阅读一些代码，它有一个 consume 函数，使我能够传递我的函数 f。

fn consume<R, F>(self, _timestamp: Instant, len: usize, f: F) -> Result<R>
    where
        F: FnOnce(&mut [u8]) -> Result<R>,

我写了一些类似的代码，但像这样：

pub fn phy_receive(
        &mut self,
        f: &mut dyn FnMut(&[u8])
    ) -> u8 {

公平地说，除了FnOnce与FnMut之外，我不知道有什么区别。使用dyn与使用通用类型参数来指定此函数有何不同？

- Gatonito

也许这会有所帮助：https://users.rust-lang.org/t/whats-the-difference-between-t-trait-and-dyn-trait/35381/3 - 8176135

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Enn Michael · Accepted Answer

使用 dyn 和类型一起使用会导致动态分派（因此有 dyn 关键字），而使用（受限的）泛型参数会导致单态性。

一般解释

动态分派意味着方法调用在运行时解析。通常从运行时资源方面来说比单态性更昂贵。

例如，假设您有以下特征

trait MyTrait {
  fn f(&self);
  fn g(&self);
}

有一个结构体MyStruct实现了某个特质。如果你使用 &dyn MyTrait ，并将MyStruct对象的引用传递给它，那么会发生以下情况：

创建一个"vtable"数据结构。这是一个包含指针f和g的MyStruct实现的表。
将指向该vtable的指针存储在&dyn MyTrait引用中，因此该引用的大小将是其通常大小的两倍；有时候&dyn引用因此被称为"fat references"。
然后调用f和g将导致使用存储在vtable中的指针进行间接函数调用。

单态化意味着代码在编译时生成。类似于复制和粘贴。使用上一节中定义的MyTrait和MyStruct，想象一下你有一个如下所示的函数：

fn sample<T: MyTrait>(t: T) { ... }

当你将一个MyStruct传递给它时：

sample(MyStruct);

发生的情况如下：

在编译时，会为MyStruct类型创建一个sample函数的副本。简单来说，就好像你复制并粘贴了sample函数的定义，并将T替换为MyStruct：

fn sample__MyStruct(t: MyStruct) { ... }

这意味着通常情况下，单态化在二进制代码大小方面可能更加昂贵（因为您实际上是为不同的类型复制类似的代码块），但与动态分派不同，它没有运行时成本。

单态化在编译时间方面也通常更加昂贵：因为它实际上是代码的复制粘贴，使用单态化的代码库往往需要更长的编译时间。

由于FnMut只是一个trait，因此上述讨论直接适用于您的问题。以下是该trait的定义：

pub trait FnMut<Args>: FnOnce<Args> {
    pub extern "rust-call" fn call_mut(&mut self, args: Args) -> Self::Output;
}

忽略extern "rust-call"的奇怪性质，这是与上面的MyTrait一样的特征。这个特征由某些Rust函数实现，因此任何一个这些函数都类似于上面的MyStruct。使用&dyn FnMut<...>将导致动态调度，而使用<T: FnMut<...>>将导致单态性。

某些情况下需要使用动态分派。例如，如果您有一个实现某个特征的外部对象的Vec，则除了使用动态分派之外别无选择。例如，Vec<Box<dyn Debug>>。但是，如果这些对象在您的代码内部，则可以使用enum类型和单态性。

如果您的特征包含关联类型或通用方法，则必须使用单态性，因为这些特征不是对象安全的。

其他所有内容相等时，我的建议是在您的代码库中选择一个偏好并坚持使用它。从我所见，大多数人倾向于默认使用通用和单态性。