如何将特征对象的存根注入 Rust 中的类型并保留对它的引用？

Question

我正在尝试用 Rust 开发某种时间跟踪 CLI 工具。我尝试用单元测试覆盖大部分代码，但在如何使用具有 Rusts 所有权限制的存根对象方面遇到了困难。

我有一个 Tracker 类型，它具有 start/stop 跟踪时间的功能。这些函数查询当前系统时间。

为了使这个设计可测试，我引入了特性TimeService，它提供了当前时间戳。我有 "real" 实现 SystemTimeService，它 return 是当前系统时间，还有一个假实现 FakeTimeService 用于可以从外部设置时间的测试。

这是当前的实现：

pub struct Tracker {
    // ...
    time_service: Box<TimeService>,
}

trait TimeService {
    fn time(&self) -> u64;
}

这是我要执行的测试：

#[test]
fn tracker_end_when_called_tracks_total_time() {
    let (tracker, time_service) = init_tracker();

    time_service.set_seconds(0);
    tracker.start("feature1");
    time_service.set_seconds(10);
    tracker.end();

    assert_eq!(tracker.total_time, 10);
}

fn init_tracker() -> (Tracker, &FakeTimeService) {
    let time_service = Box::new(FakeTimeService::new());
    let tracker = Tracker::with_time_service(time_service);

    // does not compile, as time service's ownership has been
    // moved to the tracker.
    (tracker, &*time_service)
}

问题是我不知道如何从单元测试内部访问虚假时间服务，因为它的所有权已被跟踪器占用。

我可以想象多种解决方案：

在跟踪器内使用 Rc 而不是 Box 以共享时间服务的所有权
使 Tracker 通用并为使用的 TimeTracker 实现添加类型参数
向 init_tracker 函数添加生命周期

我不喜欢使用解决方案 1，因为这不会表达服务是跟踪器一部分的想法（似乎违反封装）。

解决方案 2 可能是可行的，但在那种情况下我需要制作 TimeService 特征和使用的实现 public 我也想避免。

因此，在不更改设计的情况下，最有希望的解决方案似乎是生命周期。是否可以通过 init_tracker 函数可以 return 跟踪器和虚假时间服务的方式为变量添加生命周期？

还有其他solutions/best做法吗？

Answer 1

您可以使 FakeTimeService 类型可克隆，使其状态在多个克隆实例之间共享：

use std::rc::Rc;

#[derive(Clone)]
struct FakeTimeService {
    state: Rc<FakeTimeServiceState>,
}

impl TimeService for FakeTimeService { ... }

impl FakeTimeService {
    fn state(&self) -> &FakeTimeServiceState {
        *self.state
    }
}

fn init_tracker() -> (Tracker, FakeTimeService) {
    let time_service = FakeTimeService::new();
    let tracker = Tracker::with_time_service(Box::new(time_service.clone()));
    (tracker, time_service)
}

现在您将能够独立修改虚假时间服务状态，同时保持 Tracker 的接口和实现与以前相同。

您很可能希望在 FakeTimeService 中有一些可变状态，以便设置您的测试先决条件。因此，您可能需要为 FakeTimeService 状态使用某种内部可变性：

use std::rc::Rc;
use std::cell::{RefCell, RefMut};

#[derive(Clone)]
struct FakeTimeService {
    state: Rc<RefCell<FakeTimeServiceState>>,
}

impl FakeTimeService {
    fn state_mut(&self) -> RefMut<FakeTimeServiceState> {
        self.state.borrow_mut()
    }
}

struct FakeTimeServiceState {
    init_value: i32,
}

impl FakeTimeServiceState {
    fn set_initial_value(&mut self, x: i32) {
        self.init_value = x;
    }
}

let (tracker, time_service) = init_tracker();
time_service.state_mut().set_initial_value(123);

如何将特征对象的存根注入 Rust 中的类型并保留对它的引用？

How to inject a stub for a trait object into a type in Rust and keep a reference to it?

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