通过特征而不是结构参数化变量？

Question

我正在努力研究 Rust 的泛型。我正在写一些东西来从不同的网站提取 HTML。我想要的是这样的：

trait CanGetTitle {
    fn get_title(&self) -> String;
}

struct Spider<T: CanGetTitle> {
    pub parser: T
}

struct GoogleParser;
impl CanGetTitle for GoogleParser {
    fn get_title(&self) -> String {
        "title from H1".to_string().clone()
    }
}

struct YahooParser;
impl CanGetTitle for YahooParser {
    fn get_title(&self) -> String {
        "title from H2".to_string().clone()
    }
}

enum SiteName {
    Google,
    Yahoo,
}

impl SiteName {
    fn from_url(url: &str) -> SiteName {
        SiteName::Google
    }
}

fn main() {
    let url = "http://www.google.com";
    let site_name = SiteName::from_url(&url);
    let spider: Spider<_> = match site_name {
        Google => Spider { parser: GoogleParser },
        Yahoo => Spider { parser: YahooParser }
    };

    spider.parser.get_title();    // fails
}

我收到关于 match returning Spider 参数化两种不同类型的错误。它期望它 return Spider<GoogleParser> 因为那是模式匹配的第一臂的 return 类型。

如何声明 spider 应该是任何 Spider<T: CanGetTitle>？

Answer 1

How can I declare that spider should be any Spider<T: CanGetTitle>?

你不能。简而言之，编译器不知道要分配多少 space 来存储 spider 在堆栈上。

相反，您需要使用 trait object: Box<CanGetTitle>:

impl<T: ?Sized> CanGetTitle for Box<T>
where
    T: CanGetTitle,
{
    fn get_title(&self) -> String {
        (**self).get_title()
    }
}

fn main() {
    let innards: Box<CanGetTitle> = match SiteName::Google {
        SiteName::Google => Box::new(GoogleParser),
        SiteName::Yahoo => Box::new(YahooParser),
    };
    let spider = Spider { parser: innards };
}

Answer 2

How can I declare that spider should be any Spider<T: CanGetTitle>?

补充一点@Shepmaster 已经说过的内容，spider 不能是 any Spider<T>，因为它必须正好是一个Spider<T>。 Rust 使用单态化（已解释 here）实现泛型，这意味着它为使用的每个具体类型编译一个单独版本的多态函数。如果编译器无法为特定调用站点推断出唯一的 T，那么这是一个编译错误。在您的情况下，编译器推断类型必须是 Spider<Google>，但下一行尝试将其视为 Spider<Yahoo>.

使用特征对象可以让您将所有这些推迟到运行时。通过将实际对象存储在堆上并使用 Box，编译器知道需要分配多少 space 堆栈（只是 Box 的大小）。但这会带来性能成本：当需要访问数据时会有额外的指针间接，更重要的是，优化编译器无法内联虚拟调用。

通常可以重新调整事物，以便您无论如何都可以使用单态类型。在您的情况下，一种方法是避免临时分配给多态变量，并仅在您知道其具体类型的地方使用该值：

fn do_stuff<T: CanGetTitle>(spider: Spider<T>) {
    println!("{:?}", spider.parser.get_title());
}

fn main() {
    let url = "http://www.google.com";
    let site_name = SiteName::from_url(&url);
    match site_name {
        SiteName::Google => do_stuff(Spider { parser: GoogleParser }),
        SiteName::Yahoo => do_stuff(Spider { parser: YahooParser })
    };
}

请注意，每次调用 do_stuff 时，T 都会解析为不同的类型。您只编写了 do_stuff 的一个实现，但编译器将其单态化了两次 - 对于您调用它的每种类型一次。

如果您使用 Box，则必须在 Box 的 vtable 中查找对 parser.get_title() 的每次调用。但是这个版本通常会更快，因为它避免了查找的需要，并允许编译器在每种情况下内联 parser.get_title() 的主体。

通过特征而不是结构参数化变量？

Variable parameterised over a trait not a struct?

generics

polymorphism

rust

trait-objects