cmp::Eq是否有意为之实现了fn(&'a T) -> T但没有实现fn(&T) -> T？

Question

Rust 1.25.0中的以下有效代码段如下：

use std::marker::PhantomData;

trait Foo {
    type Eq: Eq;
}

struct Bar<'a>(PhantomData<&'a u8>);

impl<'a> Foo for Bar<'a> {
    type Eq = fn(&'a u32) -> u32;
}

如您在Rust Playground上所见，这表明Eq适用于fn(&'a T) -> T。

如果我们做出非常小的更改，删除相关类型的生命周期：

use std::marker::PhantomData;

trait Foo {
    type Eq: Eq;
}

struct Bar<'a>(PhantomData<&'a u8>);

impl<'a> Foo for Bar<'a> {
    type Eq = fn(&u32) -> u32;
}

我们可以看到，fn(&u32) -> u32没有实现Eq： 请查看。

error[E0277]: the trait bound `for<'r> fn(&'r u32) -> u32: std::cmp::Eq` is not satisfied
 --> src/main.rs:9:10
  |
9 | impl<'a> Foo for Bar<'a> {
  |          ^^^ the trait `std::cmp::Eq` is not implemented for `for<'r> fn(&'r u32) -> u32`
  |
  = help: the following implementations were found:
            <extern "C" fn(A) -> Ret as std::cmp::Eq>
            <unsafe fn(A) -> Ret as std::cmp::Eq>
            <extern "C" fn(A, ...) -> Ret as std::cmp::Eq>
            <unsafe extern "C" fn(A, ...) -> Ret as std::cmp::Eq>
          and 2 others

这是故意的吗，还是疏忽了应该实现的内容，或者是一个错误？

从 fn 的源代码来看，他们使用原始指针等价性实现 PartialEq，也就是说，如果地址相同，则必须是相同的函数。那为什么对于 fn(&T) -> T 不能成立呢？

对我提出的一种选择是， fn(&T) -> T 是针对参数的生命周期进行泛型化处理，因此在逻辑上无法成为 Eq 。而 fn(&'a T) -> T 不是通用的，因为生命周期已被指定为'a。但我不太确定我是否接受/理解这个假设，所以如果有人有一个好的论点，我也会接受。

- Emoun

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“fn(&'a T) -> T不是泛型的” — 是的，它是。 'a 是一个泛型生命周期参数。因此，这种推理似乎站不住脚。 - Shepmaster

Answer 1

可能是因为当你比较两个fn(&T) -> T时，你实际上在比较一个fn(&'a T) -> T和一个fn(&'b T) -> T，没有办法检查生命周期'a和'b是否相同，而当你比较两个fn(&'a T) -> T时，你知道生命周期是相同的。

注意：这只是我的猜测，我没有权威的信息。

- Jmb

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两个 fn(&T) -> T 不是应该分别是 fn<'b>(&'b T) -> T 以及 fn<'c>(&'c T) -> T 吗？如果这两个函数不同，你会在什么情况下使用它们呢？换句话说，它们不应该被实现成相同的函数吗？ - Emoun

当您比较它们时，它们不再是泛型：所有泛型参数（包括生命周期）都已解析。如果所有泛型参数都已解析为相同的值，则可以进行比较。否则，将无法比较它们（与无法比较u8和u32的原因相同）。 - Jmb

我从类型理论的角度看到了这一点，但它是否会解决2个不同函数的问题？此外，使用newtypes手动实现指针等价性的Eq是否存在任何不安全性？ - Emoun