使用 impl Trait 时如何获得 Deref 强制转换（第 2 课）

Question

这是我想为每个行为类似于切片的类型实现的特征（针对问题进行了简化）：

trait SliceLike {
    type Item;

    /// Computes and returns (owned) the first item in a collection.
    fn first_item(&self) -> Self::Item;
}

注意Item类型是关联类型；我希望 SliceLike 的每种类型都具有唯一的元素类型。

这是对全面实施的尝试：

use std::ops::Deref;

impl<T: Clone, U: Deref<Target = [T]>> SliceLike for U {
    type Item = T;

    fn first_item(&self) -> Self::Item {
        self[0].clone()
    }
}

例如编译运行：

let data: Vec<usize> = vec![3, 4];
assert_eq!(data.first_item(), 3);

let data: &[usize] = &[3, 4];
assert_eq!(data.first_item(), 3);

let data: Box<[usize]> = Box::new([3, 4]);
assert_eq!(data.first_item(), 3);

let data: Rc<[usize]> = Rc::new([3, 4]);
assert_eq!((&data).first_item(), 3);

这也编译并运行：

fn stub(x: &[usize]) -> usize {
    x.first_item()
}

let data: [usize; 2] = [3, 4];
assert_eq!(stub(&data), 3);

assert_eq!(stub(&[3, 4]), 3);

但是如果我内联 stub() 它编译失败：

let data: [usize; 2] = [3, 4];
assert_eq!(data.first_item(), 3); // Fails.

assert_eq!([3, 4].first_item(), 3); // Fails.

一揽子实现使用编译器本身用来将其他类型转换为切片的 Deref 特性。它将捕获所有行为也像切片的第三方类型。

错误信息是：

error[E0599]: no method named `first_item` found for type `[usize; 2]` in the current scope
  --> src/lib.rs:20:21
   |
20 |     assert_eq!(data.first_item(), 3); // Fails.
   |                     ^^^^^^^^^^
   |
   = note: the method `first_item` exists but the following trait bounds were not satisfied:
           `[usize; 2] : SliceLike`
           `[usize] : SliceLike`
   = help: items from traits can only be used if the trait is implemented and in scope
   = note: the following trait defines an item `first_item`, perhaps you need to implement it:
           candidate #1: `SliceLike`

在这个问题的中，有人建议我使用AsRef而不是Deref。该解决方案在这里不起作用，因为某些类型可能会为不止一种元素类型实现 AsRef。

我想我明白发生了什么。对于每种类型 T，都有一个独特的类型 <T as Deref>::Target。当 T 是 &[usize; 2] 时，目标是 [usize; 2]，而不是 [usize]。如果我明确要求，编译器能够将 &[T; 2] 强制转换为 &[T]，例如通过使用 let 或 stub()，但如果我不这样做，则无法确定需要强制转换。

但这令人沮丧：对于人类来说，失败调用的目的是显而易见的，并且编译器理解 Vec<usize>、Box<[usize]>、Rc<[usize]>、&[usize] 等等，因此尝试使其也适用于 [usize; 2] 似乎并不合理。

有没有一种方便的方法来编写 first() 以便最后两个调用也能正常工作？如果不是，是否有语法要求编译器将 &[usize; 2] 强制转换为 &[usize] 内联，即而不使用 let 或 stub()?

Playground

Answer 1

Deref 是为 Vec, Box, Rc, &T where T: ?Sized 实现的，没有为数组 ([T; N]) 实现，这就是为什么 [3, 4].first_item() 不起作用。

由于 coherence rules，无法为 [T; N] 实现 Deref，因此，必须以某种方式将数组强制为切片。我知道的最好的方法如下：

let data: [usize; 2] = [3, 4];
assert_eq!((&data[..]).first_item(), 3); // Ok

请注意，合并 const generic 后，此类问题可能会消失。

使用 impl Trait 时如何获得 Deref 强制转换（第 2 课）

How to get Deref coercion when using impl Trait (take 2)

coercion

traits

rust