如何在 Rust 中按值传递盒装特征 object？

Question

我正在编写一些代码，并且有一个特点，即一种按价值获取self的方法。 我想在Box的特征 object 上调用此方法（使用Box及其值）。 这可能吗？ 如果是这样，如何？

在代码方面，最小示例类似于以下（不完整）代码：

trait Consumable {
    fn consume(self) -> u64;
}
fn consume_box(ptr: Box<dyn Consumable>) -> u64 {
    //what can I put here?
}

我的问题是如何使用指定的签名填充consume_box ，以便返回的值是通过调用consume对Box的值获得的任何值。

我最初写过

ptr.consume()

作为 function 的主体，虽然我意识到这不是完全正确的想法，因为它没有理解我希望Box被消耗的事实，而不仅仅是它的内容，但这是我唯一能想到的的。 这不会编译，报错：

无法移动类型为 dyn Consumable 的值：无法静态确定 dyn Consumable 的大小

这让我有些惊讶，作为 Rust 的新手，我曾认为可能self参数的传递类似于 C++ 中的右值引用（这正是我想要的 - 在 C++ 中，我可能会通过一个方法来实现它signature virtual std::uint64_t consume() && ，让std::unique_ptr通过虚拟析构函数清理移出的 object ），但我猜 Rust 确实是按值传递，将参数移动到位之前 - 所以这是合理的它拒绝代码。

问题是，我不确定如何获得我想要的行为，在那里我可以使用Box的特征 object。我尝试使用默认实现向特征添加一个方法，认为这可能会让我在 vtable 中得到一些有用的东西:

trait Consumable {
    fn consume(self) -> u64;
    fn consume_box(me: Box<Self>) -> u64 {
        me.consume()
    }
}

但是，这会产生错误

特性Consumable无法制成 object

当我提到Box<dyn Consumable>类型时——这并不奇怪，因为编译器弄清楚如何处理参数类型随Self变化的 function 本来就是奇迹。

是否可以使用提供的签名实现consume_box - 甚至在必要时修改特征？

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如果它有用，更具体地说，这是某些数学表达式的一种表示形式的一部分——也许玩具 model 是具体的实现，大致如下所示：

impl Consumable for u64 {
    fn consume(self) -> u64 {
        self
    }
}
struct Sum<A, B>(A, B);
impl<A: Consumable, B: Consumable> Consumable for Sum<A, B> {
    fn consume(self) -> u64 {
        self.0.consume() + self.1.consume()
    }
}
struct Product<A, B>(A, B);
impl<A: Consumable, B: Consumable> Consumable for Product<A, B> {
    fn consume(self) -> u64 {
        self.0.consume() * self.1.consume()
    }
}
fn parse(&str) -> Option<Box<dyn Consumable> > {
    //do fancy stuff
}

其中，在大多数情况下，事物是普通的旧数据（但由于泛型，它可能是任意大的块），但也让它与传递更多不透明的句柄到这些类型的事物兼容 - 因此希望能够与Box<dyn Consumable>一起工作。 至少在语言层面，这是一个很好的 model 我在做什么——这些对象拥有的唯一资源是 memory 的片段（与多线程无关，也没有自引用的恶作剧）——尽管这model 没有捕捉到我所拥有的用例是一个对实现使用 object 而不是仅仅读取它有用的用例，它也不恰当 model 我想要一个“开放的” class 可能的段而不是有限集可能性（使得很难像直接表示树的enum那样做） - 因此我为什么要问按值传递而不是试图重写它以按引用传递。

Answer 1

目前不支持此功能。 一个dyn Consumable表示一个大小不一的类型，除了通过间接方式（通过引用或类似Box的结构）外，它非常有限。

但是有RFC 1909: Unsized RValues希望放宽这些限制。 一个能够传递未调整大小的 function 参数，例如本例中的self 。 此 RFC 的当前实现在使用unsized_fn_params每晚编译时接受您的初始代码：

#![feature(unsized_fn_params)]

trait Consumable {
    fn consume(self) -> u64;
}

struct Foo;
impl Consumable for Foo {
    fn consume(self) -> u64 {
        42
    } 
}

fn main () {
    let ptr: Box<dyn Consumable> = Box::new(Foo);
    println!("result is {}", ptr.consume());
}

在操场上见。

Answer 2

我相信

trait Consumable {
    fn consume(self) -> u64;
}

fn consume_box(val: impl Consumable) -> u64 {
    val.consume()
}

可能会做你想做的事。 I'm all but a Rust expert - or C++ expert for that matter -, but I think it should be working pretty much like the move-semantics in C++ you mentioned in terms of memory behavior. 据我了解，这是一种通用形式，其中 Rust 为您调用的每种类型实现 Function 。

Answer 3

如果不用nightly Rust，我这里写了个宏。 它自动生成第二个特征 function。

trait Consumable {
    fn consume(self) -> u64;
    fn consume_box(me: Box<Self>) -> u64 ;
}