"Sized is not implemented" 是什么意思？

Question

我写了下面的代码：

use std::io::{IoResult, Writer};
use std::io::stdio;

fn main() {
    let h = |&: w: &mut Writer| -> IoResult<()> {
        writeln!(w, "foo")
    };
    let _ = h.handle(&mut stdio::stdout());
}

trait Handler<W> where W: Writer {
    fn handle(&self, &mut W) -> IoResult<()>;
}

impl<W, F> Handler<W> for F
where W: Writer, F: Fn(&mut W) -> IoResult<()> {
    fn handle(&self, w: &mut W) -> IoResult<()> { (*self)(w) }
}

然后在我的终端中 rustc：

$ rustc writer_handler.rs
writer_handler.rs:8:15: 8:43 error: the trait `core::marker::Sized` is not implemented for the type `std::io::Writer`
writer_handler.rs:8     let _ = h.handle(&mut stdio::stdout());
                                  ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
writer_handler.rs:8:15: 8:43 error: the trait `core::marker::Sized` is not implemented for the type `std::io::Writer`
writer_handler.rs:8     let _ = h.handle(&mut stdio::stdout());
                                  ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

为什么 Writer 需要实施 Sized？在我看来 Sized 是不需要的。在保持 trait Handler 具有此通用参数的同时我应该做什么？

在 Rust 1.0 中，这段类似的代码会产生同样的问题：

use std::io::{self, Write};

fn main() {
    handle(&mut io::stdout());
}

fn handle(w: &mut Write) -> io::Result<()> {
    handler(w)
}

fn handler<W>(w: &mut W) -> io::Result<()>
where
    W: Write,
{
    writeln!(w, "foo")
}

出现错误：

error[E0277]: the trait bound `std::io::Write: std::marker::Sized` is not satisfied
 --> src/main.rs:8:5
  |
8 |     handler(w)
  |     ^^^^^^^ `std::io::Write` does not have a constant size known at compile-time
  |
  = help: the trait `std::marker::Sized` is not implemented for `std::io::Write`
  = note: required by `handler`

Rust 的更高版本有错误

error[E0277]: the size for values of type `dyn std::io::Write` cannot be known at compilation time
  --> src/main.rs:8:13
   |
8  |     handler(w)
   |             ^ doesn't have a size known at compile-time
...
11 | fn handler<W>(w: &mut W) -> io::Result<()>
   |    ------- - required by this bound in `handler`
   |
   = help: the trait `std::marker::Sized` is not implemented for `dyn std::io::Write`
   = note: to learn more, visit <https://doc.rust-lang.org/book/ch19-04-advanced-types.html#dynamically-sized-types-and-the-sized-trait>

Answer 1

首先，请注意 h 是实现 Fn(&mut Writer) -> IoResult<()>.

的类型

h.handle 正在调用；那么，这取决于 Handler 实现，其中 W 是 Writer——请仔细注意：W 是 Writer，一个未调整大小的类型。 &mut stdio::stdout() 因此将被转换为 &mut Writer 特征对象。理论上这一切都很好，但是当回到实施中时就失败了。当涉及约束时，默认情况下它们的大小，因此它抱怨 Writer，您试图为 W 分配的值未调整大小。

这里有两个主要的解决方案：

切换到在 h 上使用具体的编写器类型，这样你就可以处理一个大小合适的类型：

use std::io::{IoResult, Writer, stdio, LineBufferedWriter};
use std::io::stdio::StdWriter;

fn main() {
    let h = |&: w: &mut LineBufferedWriter<StdWriter>| -> IoResult<()> {
        writeln!(w, "foo")
    };
    let _ = h.handle(&mut stdio::stdout());
}

trait Handler<W> where W: Writer {
    fn handle(&self, &mut W) -> IoResult<()>;
}

impl<W, F> Handler<W> for F
where W: Writer, F: Fn(&mut W) -> IoResult<()> {
    fn handle(&self, w: &mut W) -> IoResult<()> { (*self)(w) }
}

允许 W 成为未调整大小的类型。这是可以接受的，因为您仅通过引用 &mut W 使用它。如果您希望将其用作裸类型，例如一个按值取 W 的方法，它不会做。

use std::io::{IoResult, Writer};
use std::io::stdio;

fn main() {
    let h = |&: w: &mut Writer| -> IoResult<()> {
        writeln!(w, "foo")
    };
    let _ = h.handle(&mut stdio::stdout());
}

trait Handler<W: ?Sized> where W: Writer {
    fn handle(&self, &mut W) -> IoResult<()>;
}

impl<W: ?Sized, F> Handler<W> for F
where W: Writer, F: Fn(&mut W) -> IoResult<()> {
    fn handle(&self, w: &mut W) -> IoResult<()> { (*self)(w) }
}

我建议支持未调整大小的 W，即使在这种情况下您不使用它——没有理由需要调整大小。

Answer 2

Sized trait 非常特殊，在大多数情况下它是类型参数的默认绑定。它表示在编译时具有已知固定大小的值，例如 u8（1 字节）或 &u32（在具有 64 位指针的平台上为 8 字节）等。这些值是灵活的：它们可以被放置在堆栈上并移动到堆上，并且通常按值传递，因为编译器知道它需要多少space - 无论值在哪里。

未调整大小的类型受到更多限制，类型 Writer 的值未调整大小：它抽象地表示一些实现 Writer 的未指定类型，不知道实际类型是什么。由于不知道实际类型，因此无法知道大小：一些大类型是 Writers，一些小类型是。 Writer 是特征对象的一个示例，目前它只能出现在指针后面的已执行代码中。常见示例包括 &Writer、&mut Writer 或 Box<Writer>.

这解释了为什么 Sized 是默认值：它通常是人们想要的。

无论如何，对于您的代码，这是弹出的，因为您正在使用 handle 和 h，这是一个 Fn(&mut Writer) -> IoResult<()>。如果我们将此与 Handle 实现的 F: Fn(&mut W) -> IoResult<()> 类型相匹配，我们发现 W = Writer，也就是说，我们试图将 handle 与特征对象 &mut Writer，而不是某些具体类型 W 的 &mut W。这是非法的，因为 trait 和 impl 中的 W 参数默认有一个 Sized 绑定，如果我们用 ?Sized 手动覆盖它，那么一切正常：

use std::io::{IoResult, Writer};
use std::io::stdio;

fn main() {
    let h = |&: w: &mut Writer| -> IoResult<()> {
        writeln!(w, "foo")
    };
    let _ = h.handle(&mut stdio::stdout());
}

trait Handler<W: ?Sized> where W: Writer {
    fn handle(&self, &mut W) -> IoResult<()>;
}

impl<W: ?Sized, F> Handler<W> for F
where W: Writer, F: Fn(&mut W) -> IoResult<()> {
    fn handle(&self, w: &mut W) -> IoResult<()> { (*self)(w) }
}

对于 Rust 1.0 代码：

use std::io::{self, Write};

fn main() {
    handle(&mut io::stdout());
}

fn handle(w: &mut Write) -> io::Result<()> {
    handler(w)
}

fn handler<W: ?Sized>(w: &mut W) -> io::Result<()>
where
    W: Write,
{
    writeln!(w, "foo")
}

我还写了一个 blog post about Sized 和 trait objects in general，其中有更多细节。

"Sized is not implemented" 是什么意思？

What does "Sized is not implemented" mean?

rust