<T: Trait> Box<T> 和 &Trait / Box<Trait> 有什么区别？

Question

编写带有特征的代码时，您可以将特征放在特征边界中：

use std::fmt::Debug;

fn myfunction1<T: Debug>(v: Box<T>) {
    println!("{:?}", v);
}

fn myfunction2<T: Debug>(v: &T) {
    println!("{:?}", v);
}

fn main() {
    myfunction1(Box::new(5));
    myfunction2(&5);
}

或直接在 Box 或引用类型中：

use std::fmt::Debug;

fn myfunction3(v: Box<Debug>) {
    println!("{:?}", v);
}

fn myfunction4(v: &Debug) {
    println!("{:?}", v);
}

fn main() {
    myfunction3(Box::new(5));
    myfunction4(&5);
}

这些给出了相同的输出。那有什么区别呢？

（这个问题的灵感来自 another question，其中这只是几个混合概念之一）

Answer 1

对于 <T: Trait> Box<T>，您正在使用特征绑定来告诉编译器您想要一个 Box 以及实现 Trait 的某种类型 T 的实例，并且使用时指定T。 Rust 编译器可能会为代码中的每个不同 T 创建不同的、高效的代码（单态化）。

使用 Box<Trait> 你是在告诉编译器你想要一个 Box 和一个特征对象，一个指向实现 unknown 类型的指针15=]，这意味着编译器将使用动态调度。

我提供了两个示例，使区别更加清晰：

<T: Trait> Box<T>，即特征界限：

use std::fmt::Debug;

struct Wrapper<T> {
    contents: Option<Box<T>>,
}

impl<T: Debug> Wrapper<T> {
    fn new() -> Wrapper<T> {
        Wrapper { contents: None }
    }

    fn insert(&mut self, val: Box<T>) {
    }
}

fn main() {
    let mut w = Wrapper::new();

    // makes T for w be an integer type, e.g. Box<i64>
    w.insert(Box::new(5));

    // type error, &str is not an integer type
    // w.insert(Box::new("hello"));
}

Box<Trait>，即特征对象：

use std::fmt::Debug;

struct Wrapper {
    contents: Option<Box<Debug>>,
}

impl Wrapper {
    fn new() -> Wrapper {
        Wrapper { contents: None }
    }

    fn insert(&mut self, val: Box<Debug>) {
    }
}

fn main() {
    let mut w = Wrapper::new();
    w.insert(Box::new(5));
    w.insert(Box::new("hello"));
}

有关特征边界和特征对象之间差异的更多详细信息，我推荐 the section on trait objects in the first edition of the Rust book。

Answer 2

重要的是，你没有有将泛型类型放在引用后面（如&或Box），你可以直接接受它:

fn myfunction3<T: Debug>(v: T) {
    println!("{:?}", v);
}

fn main() {
    myfunction3(5);
}

这具有单态化相同的好处，没有额外内存分配的缺点 (Box) 或需要在某处保留值的所有权 (&)。

我想说泛型通常应该是默认选择——当存在动态调度/异质性时，你只需要一个 trait 对象。

<T: Trait> Box<T> 和 &Trait / Box<Trait> 有什么区别？

What is the difference between <T: Trait> Box<T> and &Trait / Box<Trait>?

traits

rust

trait-objects