Rust 中 fn 参数的协方差使用什么？

Question

今天我了解到 rust 不支持 fn 参数的协变，只有它的返回类型是协变的。 （见 rust 文档）

为什么我会在 rust 中了解到这个事实？ 因为我试图实现一个非常简单的游戏，其中我将逻辑、事件处理和绘图分离为三个不同的函数，但它们都在同一个玩家向量上运行。

如果这是不可能的，那么与 c# 版本相比，rust 中的等效项是什么？

在 C# 这很简单Fiddle您可以定义一个接口 Y，class X 必须实现并定义一个相应的委托，该委托需要该接口 Y 的 IEnumerable 作为参数。现在您可以在需要的不同方法之间共享 X 列表只有一个接口 Y。

using System;
using System.Collections.Generic;


public interface Actionable{
    void Do();
}

public interface Drawable{
    void Draw();
}

public class Player: Drawable, Actionable{

    public void Do(){
        Console.WriteLine("Action");
    }

    public void Draw(){
        Console.WriteLine("Draw");
    }
}

public class Program
{
    public delegate void DrawHandler(IEnumerable<Drawable> obj);
    public delegate void LogicHandler(IEnumerable<Actionable> obj);

    public static void gameloop(DrawHandler draw,LogicHandler action){

        List<Player> list = new List<Player>(){
            new Player()
        };

        for(int rounds = 0; rounds < 500; rounds++){
            draw(list);
            action(list);
        }

    }
    public static void Main()
    {
        gameloop(
             list =>{
                foreach(var item in list){
                    item.Draw();
                }
            },
            list =>{
                foreach(var item in list){
                    item.Do();
                }
            }
        );
    }
}

尽管我很天真，但我试图做一些与 rust 相同的事情！

trait Drawable {
    fn draw(&self) {
        println!("draw object");
    }
}

trait Actionable {
    fn do_action(&self, action: &String) {
        println!("Do {}", action);
    }
}

#[derive(Debug)]
struct Position {
    x: u32,
    y: u32,
}
impl Position {
    fn new(x: u32, y: u32) -> Position {
        Position { x, y }
    }
}
#[derive(Debug)]
struct Player {
    pos: Position,
    name: String,
}

impl Player {
    fn new(name: String) -> Player {
        Player {
            name,
            pos: Position::new(0, 0),
        }
    }
}

impl Drawable for Player {
    fn draw(&self) {
        println!("{:?}", self);
    }
}

impl Actionable for Player {
    fn do_action(&self, action: &String) {
        println!("Do {} {}!", action, self.name);
    }
}

type DrawHandler = fn(drawables: &Vec<&dyn Drawable>) -> Result<(), String>;
type LogicHandler = fn(actions: &Vec<&dyn Actionable>) -> Result<(), String>;
type EventHandler = fn(events: &mut sdl2::EventPump) -> Result<bool, String>;

fn game_loop(
    window: &mut windowContext,
    draw_handler: DrawHandler,
    event_handler: EventHandler,
    logic_handler: LogicHandler,
) -> Result<(), String> {
    let mut objects: Vec<&Player> = Vec::new();

    objects.push(&Player::new("b".to_string()));

    while event_handler(&mut window.events)? {
        logic_handler(&objects)?; // Does Not work

        window.canvas.clear();

        draw_handler(&objects)?; // Does Not Work
        window.canvas.present();
        ::std::thread::sleep(Duration::new(0, 1_000_000_000u32 / 60));
    }

    Ok(())
}

如果这是不可能的，那么与 c# 版本相比，rust 中的等效项是什么？

我接受这在 rust 中是不可能的。 我想知道在 rust 中使用的是什么

Answer 1

在 Rust 中，很少有事情是隐式完成的，包括您发现的强制转换。

在这种情况下，将Vec<&T>转换为Vec<&dyn Trait>是不可能的（鉴于T != dyn Trait ），因为 trait 对象是如何存储的； 它们是两个指针宽度，而普通引用是一个指针宽度。 这意味着Vec的长度（以字节为单位）需要加倍。

我接受这在 rust 中是不可能的。 我想知道在 rust 中使用的是什么

如果你只使用一种 object，你可以限制类型：

type DrawHandler = fn(drawables: &Vec<Player>) -> Result<(), String>;
type LogicHandler = fn(actions: &Vec<Player>) -> Result<(), String>;

但是，您的游戏中很可能不仅有玩家，而是您希望包括其他方面。

这可以通过以下几种方式完成：

• 使用enum来表示 object 的每种类型。 然后您的 function 输入可以采用enum类型的值：

enum GamePiece {
    Player(Player),
    Enemy(Enemy),
    Item(Item),
    //etc.
}

• 使用可以根据对象具有的属性管理任意对象的 ECS。 rust 中存在的一些 ECS 是：

  • legion
  • specs
  • ecs
  • shipyard
  • 还有一些

  通常，它们的用法如下所示：

struct DrawingComponent {
    buffers: Buffer
}
struct DirectionAI {
    direction: Vector
}
struct Position {
    position: Point
}

let mut world = World::new();
world.insert((DrawingComponent::new(), DirectionAI::new(), Position::new()));

for (pos, direction) in world.iter_over(<(&mut Position, &DirectionAI)>::query()) {
    pos.position += direction.direction;
}
for (pos, drawable) in world.iter_over(<&Position, &mut DrawingComponent>::query()) {
    drawable.buffers.set_position(*pos);
    draw(drawable);
}

在这个系统中，您通常在组件上工作，而不是在类型上工作。 这样，ECS 可以非常快速、高效地存储和访问项目。

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Rust 中的协方差确实存在。 这不是 OOP 协方差，而是生命周期内的协方差。 Rust Nomicon 涵盖了它，因为它对于日常用户来说有点小众。

请注意，该部分中的表格涵盖了'a 、 T以及在某些情况下U的方差。 在T和U的情况下，那里的方差存在于它们可能具有的任何生命周期参数中，而不是类型本身。 IE，它描述了'b在Struct<'b>中如何变体（或不变），而不是如何将Struct<'b>强制转换为dyn Trait + 'b 。

Answer 2

将&Player视为&dyn Drawable看起来像是在超类型中使用子类型，但实际上它是一种类型转换（两者在 memory 中看起来完全不同 @Optimistic Peach 对此进行了更详细的解释）。

考虑到这一点， Vec<Player>不能被转换成Vec<&dyn Drawable> ，它必须被转换。 具有显式转换的代码如下所示：

fn game_loop(
    draw_handler: DrawHandler,
    logic_handler: LogicHandler,
) -> Result<(), String> {
    let mut objects: Vec<Player> = Vec::new();

    objects.push(Player::new("b".to_string()));

    for i in 0..1 {
        let actionable = objects.iter().map(|v| v as &dyn Actionable).collect();
        logic_handler(&actionable)?; // Does work!

        let drawables = objects.iter().map(|v| v as &dyn Drawable).collect();
        draw_handler(&drawables)?; // Does work!
    }

    Ok(())
}

这应该只演示将&Player转换为&dyn Drawable的后果 - 这不是解决问题的最佳方法。