在枚举中使用特征作为类型

Question

这是我的代码：

trait UnaryOperator {
    fn apply(&self, expr: Expression) -> Expression;
}

pub enum Expression {
    UnaryOp(UnaryOperator, Expression),
    Value(i64)
}

给出以下错误：

error: the trait 'core::marker::sized' is not implemented for type 'parser::UnaryOperator'
note: 'parser::UnaryOperator' does not have a constant size known at compile-time

我不确定如何完成我想要的。我试过：

trait UnaryOperator: Sized {
    ...
}

以及

pub enum Expression {
    UnaryOp(UnaryOperator + Sized, Expression),
    ...
}

都没有解决问题。

我已经看到使用泛型可能实现我想要的功能的方法，但似乎两个具有不同运算符的表达式将是不同的类型，但这不是我想要的。无论运算符是什么，我都希望所有表达式都是同一类型。

Answer 1

Traits 没有已知的大小 - 它们 unsized。要了解原因，请查看：

trait AddOne {
    fn add_one(&self) -> u8;
}

struct Alpha {
    a: u8,
}

struct Beta {
    a: [u8; 1024],
}

impl AddOne for Alpha {
    fn add_one(&self) -> { 0 }
}

impl AddOne for Beta {
    fn add_one(&self) -> { 0 }
}

Alpha 和 Beta 都实现了 AddOne，那么 任意 AddOne 应该有多大 ？哦，请记住，其他板条箱可能会在未来某个时候实现您的特性。

这就是您遇到第一个错误的原因。有 3 个主要解决方案（请注意 none 这些解决方案会立即解决您的问题...）：

使用 Box<Trait>。这与 Java 之类的语言有点相似但又有所不同，在这些语言中您只需要接受一个接口。它有一个已知的大小（一个指针的值）并且拥有这个特征。这有需要分配的缺点。

    trait UnaryOperator {
        fn apply(&self, expr: Expression) -> Expression;
    }

    pub enum Expression {
        UnaryOp(Box<UnaryOperator>, Expression),
        Value(i64)
    }

使用对特征的引用。这也有一个已知的大小（~~一个指针的值~~两个指针的值，参见）。缺点是 something 必须拥有该对象，您需要跟踪生命周期：

    trait UnaryOperator {
        fn apply<'a>(&self, expr: Expression<'a>) -> Expression<'a>;
    }

    pub enum Expression<'a> {
        UnaryOp(&'a UnaryOperator, Expression<'a>),
        Value(i64)
    }

使用泛型。它具有固定大小，因为枚举的每次使用都专门用于特定类型。如果您有许多不同的专业化，这有导致代码膨胀的缺点。 Update 正如您所指出的，这意味着 Expression<A> 和 Expression<B> 将具有不同的类型。根据您的使用情况，这可能是个问题。如果两者兼有，您将无法轻松创建Vec<Expression<A>>。

    trait UnaryOperator {
        fn apply<U>(&self, expr: Expression<U>) -> Expression<U>;
    }

    pub enum Expression<U>
        where U: UnaryOperator
    {
        UnaryOp(U, Expression<U>),
        Value(i64)
    }

现在，所有这些都像写的那样失败了，因为你有一个递归类型定义。让我们看看这个简化：

enum Expression {
    A(Expression),
    B(u8),
}

Expression有多大？好吧，它需要有足够的 space 来容纳……一个 Expression！这需要能够容纳 Expression.. 你知道这是怎么回事。

您需要在此处添加一些间接性。与 #1 和 #2 类似的概念适用 - 您可以使用 Box 或引用来获得固定大小：

enum Expression {
    A(Box<Expression>),
    B(u8),
}

在枚举中使用特征作为类型

Using traits as types in enums

enums

polymorphism

rust

traits