当 T 没有实现 Clone 时，为什么不能为通用 Option<T> 克隆 None？

Question

给定一个具有通用 Option<T> 的结构，其中 T 可能无法实现 Clone 为什么不能克隆 None？ T 类型的 None 与其他 None 类型不一样吗？例如：

struct Foo<T> {
    bar: Vec<Option<T>>,
}

impl <T> Foo<T> {
    fn blank(size: usize) -> Foo<T> {
        Foo {
            bar: vec![None; size],
        }
    }
}

Answer 1

如果一个部分不能被克隆，那么任何部分都不能被克隆。从类型的角度考虑：您有一个名为 foo 的 Option<T> 类型的变量，其中 T 不可克隆。当然，None 可以被克隆，但是 Some(_) 不能，而且变量的类型不会告诉你它是什么。因此，从编译时的角度来看，您无法克隆该选项。

Answer 2

仅当内部 T 实现 Clone:

时才能克隆 Option

impl<T> Clone for Option<T>
where
    T: Clone,

Isn't a None of type T the same as any other None?

实际上，没有。 Rust 编译器甚至不将 None 视为一种类型。相反，None 只是 Option<T> 的变体（子类型）。尝试比较两个不同 T 的 None：

let a: Option<String> = None;
let b: Option<u8> = None;

assert_eq!(a, b)

你会发现它们实际上是完全不相关的类型：

error[E0308]: mismatched types
 --> src/main.rs:4:5
  |
4 |     assert_eq!(a, b)
  |     ^^^^^^^^^^^^^^^^ expected struct `String`, found `u8`
  |
  = note: expected enum `Option<String>`
             found enum `Option<u8>`

所以 Rust 编译器实际上将 None 视为 Option::<T>::None。这意味着如果 T 不是 Clone，则 Option<T> 不是 Clone，因此 Option::<T>::None 不能是 Clone.

要使您的代码编译，您必须将 T 限制为 Clone:

struct Foo<T: Clone> {
    bar: Vec<Option<T>>,
}

impl <T: Clone> Foo<T> {
    fn blank(size: usize) -> Foo<T> {
        Foo {
            bar: vec![None; size],
        }
    }
}

现在编译器知道T是Clone，Option<T>（和Option::<T>::None）的Clone的实现就完成了。

Answer 3

正如其他答案正确指出的那样，这是由于 vec!-宏的实现方式所致。您可以手动创建任何 Option<T> 的 Vec，而不需要 T 为 Clone:

let bar = std::iter::repeat_with(|| Option::<T>::None).take(size).collect::<Vec<_>>();

这将创建 size 数量的 Option::<T>::None 并将它们放置在 Vec 中，这将被预先分配到适当的大小。这适用于任何 T.

Answer 4

Isn't a None of type T the same as any other None?

绝对不是！与通常将 null 作为空引用实现的基于引用的语言不同，Rust 的 Option<T> 不引入间接寻址，并在选项为 Some 时内联存储 T。由于所有枚举变体都具有相同的大小，因此 None 变体必须至少占据与 T.

一样多的 space

话虽如此，从技术上讲，None 值可以在 T 不为 Clone 的情况下进行克隆，这在技术上是正确的，因为枚举 [=] 的 None 变体34=]不包含T，它只存储鉴别器并保留space，可以包含T如果变体将更改为 Some。但是由于 Rust 枚举变体不是单独的类型，因此为枚举定义的特征边界必须涵盖所有变体。

查看其他答案更详细的解释和说明如何创建不可克隆 Option.

的 None 值的向量

当 T 没有实现 Clone 时，为什么不能为通用 Option<T> 克隆 None？

Why can't None be cloned for a generic Option<T> when T doesn't implement Clone?

generics

clone

rust