如何实现 `From<某个trait的关联类型>`？

Question

我正在编写一个新的crate，希望它可以与另一个crate中定义的任何trait实现一起使用。该trait大致如下：

pub trait Trait {
   type Error;
   ...
}

我有自己的Error类型，但有时我只想原样转发底层错误。我的直觉是定义一个如下的类型：

pub enum Error<T: Trait> {
    TraitError(T::Error),
    ...
}

这类似于 thiserror 推荐的模式，看起来很通用。它可以正常工作，但我也想在我的实现中使用 ?，所以我需要实现 From：

impl<T: Trait> From<T::Error> for Error<T> {
    fn from(e: T::Error) -> Self { Self::TraitError(e) }
}

那样做会失败，因为它与impl<T> core::convert::From<T> for T相冲突。我想我明白原因了——其他实现Trait的人可能会设置type Error = my_crate::Error，以使两个impl都适用——但我该如何实现类似的语义呢？

我查看了一些其他的crate，它们似乎通过使它们的Error（或等效物）针对错误类型本身而不是trait实现来处理这个问题。当然，这可以解决问题，但是：

• 在我们拥有固有关联类型之前，这会更加冗长。我的T实际上实现了多个trait，每个trait都有自己的Error类型，因此现在我必须返回像Result<..., Error<<T as TraitA>::Error, <T as TraitB>::Error>>这样的类型；
• 这可能表达能力较差（因为与Trait的关系丢失了）。

如今，对于我的Error而言，是否将其泛化为各种类型是最佳（最符合惯用法）的选项？

- jbramley

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不必实现 From，你可以使用 .map_err(Error::TraitError)? 代替简单的 ?，这样错误类型就是 Error 而不是 T::Error，并且 ? 将使用通用的 impl<T> From<T> for T，其中 T = Error。 - Filipe Rodrigues

是的，这样做是可行的，而且思考它是唯一能够实现的方式。From 特质只对类型进行操作，它不知道它来自哪里。如果 TraitA::Error 和 TraitB::Error 有相同的类型会发生什么？我仍然需要使 Error 成为泛型，但它可以针对一个类型进行泛型化，而不是每个单独的特质。 - jbramley

你不能将T与T: TraitA + TraitB绑定，并在Error中有两个变体，一个是TraitA(<T as TraitA>::Error)，另一个是TraitB(<T as TraitB>::Error)，并根据使用的特征使用.map_err(...)?吗？即使它们具有相同的类型，它们也会处于不同的变体中，如果使用.map_err(...)?，则无需为Error实现From。 - Filipe Rodrigues

是的，这正是我从您的 map_err() 建议尝试以来的情况。到目前为止，我发现唯一的问题是它仍然冗长（与 ? 相比），但公共 API 非常简洁。现在我想知道为什么我没有看到其他地方使用它。 - jbramley

需要冗长的语法来指定你想要返回哪个变量，我认为这是实现From不可行时的标准做法，因为这就是map_err的设计初衷。如果这解决了你的问题，我会发布一个总结解决方案的答案。 - Filipe Rodrigues

请帮忙，谢谢！ - jbramley

Answer 1

不要为您的Error枚举实现From，相反，考虑使用Result::map_err与?结合使用来指定要返回的变体。

对于使用关联类型的类型参数泛型枚举也适用，如下所示：

trait TraitA {
  type Error;
  fn do_stuff(&self) -> Result<(), Self::Error>;
}

trait TraitB {
  type Error;
  fn do_other_stuff(&self) -> Result<(), Self::Error>;
}

enum Error<T: TraitA + TraitB> {
  DoStuff(<T as TraitA>::Error),
  DoOtherStuff(<T as TraitB>::Error),
}

fn my_function<T: TraitA + TraitB>(t: T) -> Result<(), Error<T>> {
  t.do_stuff().map_err(Error::DoStuff)?;
  t.do_other_stuff().map_err(Error::DoOtherStuff)?;
  Ok(())
}

在游乐场上

这里需要注意的是，Error 没有 From 实现（除了通用实现），并且使用 map_err 来指定变量。当传递给 map_err 时，Error::DoStuff 可以被解释为 fn(<T as TraitA>::Error) -> Error。对于 Error::DoOtherStuff 同样如此。

该方法可扩展至任意数量的 Error 变量，并且无论它们是否为相同类型都可以使用。对于读取函数的人来说，这种方法可能更清晰，因为他们不需要检查 From 实现和要转换的类型在函数中出现的位置，就能判断某个错误来自哪个地方。

- Filipe Rodrigues