为什么Rust禁止为外部结构实现外部trait？

Question

为什么Rust禁止为外部结构实现外部trait？

rusttraits

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我遇到了一个问题，即在我不拥有的类型上实现我不拥有的特征。然后我通过谷歌找到了与之完全相同的问题：如何在我不拥有的类型上实现我不拥有的特征？

令我困惑的是这种限制背后的动机。我来自Scala，在Scala中可以为外部类型拥有外部类型类实例。

为什么Rust会做出这样的限制呢？

- Some Name

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假设有这样一个情景：创建A和创建B都为类型D的Bar实现了trait C中的foo方法，那么该选择哪个呢？这是基于观点的问题。 - Alexey Larionov

@AlexLarionov 有道理。 - Some Name

请参阅为什么使用我的类型作为外部类型参数来实现外部特质是合法的？和是否有一种方法让我在不编辑实际库源代码的情况下使用库中的结构体或枚举上的#[derive]？。 - Shepmaster

就我所知，Rust 设计中的一些人对 Haskell 的这个特性有非常糟糕的体验。在 Haskell 中，你可以为现有类型定义现有的 typeclasses，而某些包也会这样做，这会导致难以理解的错误和 bug。 - Jan Hudec

@AlexeyLarionov 针对在你自己的箱（crate）定义的类型的泛型，如何实现 traits 的实现（impl traits）呢？ - Matias Pequeno

3个回答

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我刚刚阅读了Rust Book关于实现traits的章节，正如@AlexLarionov在评论中提到的那样，选择适当的实现是不可能的:

“但我们不能在外部类型上实现外部traits。例如，我们无法在聚合器crate中为Vec实现Display trait，因为Display和Vec是在标准库中定义的，而不是本地的聚合器crate。这个限制是程序所谓的一致性属性的一部分，更具体地说是孤儿规则，因为父类型不存在。该规则确保其他人的代码无法破坏您的代码，反之亦然。没有这条规则，两个crate可以为同一类型实现相同的trait，而Rust将不知道使用哪个实现。”

- Some Name

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这引出了一个问题，为什么Rust没有为我们在Vec上实现Display。 - Christian Bongiorno

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与其他人所说的不同，尽管目前还不可能，但我不认为这是一个好的限制，这是我的观点。

如果箱子A和箱子B实现了箱子C的结构，并使用了whatever::external_trait

那么在它们各自的范围内，箱子A和箱子B可以使用自己的external_trait实现。

这样的功能将来可能会有。

请参阅Crates should allow private impl of external traits for external structs #493以了解进展情况。

- Alexandre Daubricourt

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可以查看英文原文，
原文链接

- chris · Accepted Answer

如Alexey Larionov在评论中解释的那样，如果两个crate都可以为同一个struct实现trait，则会存在使用哪个trait实现的冲突。通过这种限制，Rust保证每个（struct，trait）对在所有crate中最多只有一个实现。

如果你发现自己需要为外部struct实现外部trait，则可以利用Rust New Type Idiom。

通过将外部struct包装在新类型中，您可以在该新类型上实现任何外部trait。

虽然新类型与外部struct不同，但您可以使用New Type Idiom文档中解释的.0语法引用包装的类型。