如何将混凝土盒装 object 转换为盒装特征 object

Question

肯定有其他方法可以解决这个问题，但我只是好奇是否有任何方法可以使以下代码在 Rust 中以某种我还不知道的方式工作。

以下代码示例（操场）

use std::sync::{Arc, Mutex};

trait ProvidesFoo {
    fn magic(&mut self);
}

struct Foo {
    magic_value: u32
}

impl Default for Foo {
    fn default() -> Self {
        Self {magic_value: 42}
    }
}

impl ProvidesFoo for Foo {
    fn magic(&mut self) {
        println!("ProvidesFoo magic {}", self.magic_value);
    }
}

pub type SharedFooConcrete = Arc<Mutex<Box<Foo>>>;
pub type SharedFooTraitObj = Arc<Mutex<Box<dyn ProvidesFoo + Send + Sync>>>;

struct FooProvider {
    foo_as_trait_obj: SharedFooTraitObj

}

impl FooProvider {
    fn magic_and_then_some(&mut self) {
        let mut fooguard = self.foo_as_trait_obj.lock().unwrap();
        fooguard.magic();
        println!("Additional magic");
    }
}

fn uses_shared_foo_boxed_trait_obj(foo: SharedFooTraitObj) {
    let mut foo_provider = FooProvider {
        foo_as_trait_obj: foo
    };
    foo_provider.magic_and_then_some();
}
fn uses_shared_foo_concrete(foo: SharedFooConcrete) {
    let mut fooguard = foo.lock().unwrap();
    fooguard.magic();
}

fn main() {
    let shared_foo = Arc::new(Mutex::new(Box::new(Foo::default())));
    uses_shared_foo_concrete(shared_foo.clone());
    uses_shared_foo_boxed_trait_obj(shared_foo);
}

将无法编译并出现以下错误：

error[E0308]: mismatched types
  --> fsrc-example/src/bin/test2.rs:52:37
   |
52 |     uses_shared_foo_boxed_trait_obj(shared_foo);
   |     ------------------------------- ^^^^^^^^^^ expected trait object `dyn ProvidesFoo`, found struct `Foo`
   |     |
   |     arguments to this function are incorrect
   |
   = note: expected struct `Arc<Mutex<Box<(dyn ProvidesFoo + Send + Sync + 'static)>>>`
              found struct `Arc<Mutex<Box<Foo>>>`
note: function defined here

肯定有一种方法可以将盒装特征 object “转换”回其具体类型，如此处所示，但这基本上是相反的。 我来自 C++ 背景，所以我对这种类型的 API 很熟悉，其中派生的 object 可以作为基础 ZA2F822ED4F8EBC26BD4222ED4F8EBC26A14FZ 传递

我提到并使用的另一个可能的解决方案是有一个包装器结构，它具有SharedFooTraitObject作为一个字段并在顶部实现magic_and_then_some()操作。 然后可以传递该包装器结构并克隆Arc<Mutex> ed 字段以获取仅需要特征 object 的库代码。

我只是好奇这种类型的强制/强制转换在 Rust 中是否可行。

亲切的问候，RM

Answer 1

我不确定我是否正确理解您想要什么； 对不起，如果我错了。

我删除了所有包装器类型，以便专注于对具体类型的引用与对 dyn 特征的引用。

提供对具体类型的引用，其中预期对 dyn 特征的引用由语言隐式处理，因为所有信息都是在编译时提供的。 因为具体类型是众所周知的，所以可以提供指向适当虚拟表的胖指针。

另一方面，当使用 dyn trait 时，编译器不再知道原始类型，因此不可能提供对 dyn trait 的引用，而在这种情况下需要对具体类型的引用。

如果我们真的想实现这一点，我们需要一些运行时检查。 Any trait可以为此提供帮助。 当我们向下转换时，我们确定了具体类型，然后我们可以获得对该具体类型的引用。

use std::any::Any;

trait MyTrait: Any {
    fn show(&self);
    fn action(&mut self);
    fn as_any(&self) -> &dyn Any;
    fn as_any_mut(&mut self) -> &mut dyn Any;
}

struct MyStructA {
    value: i32,
}

impl MyStructA {
    fn new(value: i32) -> Self {
        Self { value }
    }
}

impl MyTrait for MyStructA {
    fn show(&self) {
        println!("value is {}", self.value);
    }
    fn action(&mut self) {
        self.value += 1;
        self.show();
    }
    fn as_any(&self) -> &dyn Any {
        self
    }
    fn as_any_mut(&mut self) -> &mut dyn Any {
        self
    }
}

struct MyStructB {
    txt: String,
}

impl MyStructB {
    fn new(txt: String) -> Self {
        Self { txt }
    }
}

impl MyTrait for MyStructB {
    fn show(&self) {
        println!("txt is {}", self.txt);
    }
    fn action(&mut self) {
        self.txt.push_str(" •");
        self.show();
    }
    fn as_any(&self) -> &dyn Any {
        self
    }
    fn as_any_mut(&mut self) -> &mut dyn Any {
        self
    }
}

fn use_impl_trait(t: &mut impl MyTrait) {
    print!("impl: ");
    t.action();
}

fn use_dyn_trait(t: &mut dyn MyTrait) {
    print!("dyn: ");
    t.action();
}

fn main() {
    {
        println!("~~~~ using concrete types ~~~~");
        let mut msa = MyStructA::new(100);
        let msa_ref = &mut msa;
        use_dyn_trait(msa_ref);
        use_impl_trait(msa_ref);
        let mut msb = MyStructB::new("xxx".to_owned());
        let msb_ref = &mut msb;
        use_dyn_trait(msb_ref);
        use_impl_trait(msb_ref);
    }
    {
        println!("~~~~ using dynamic types ~~~~");
        let mut msa = MyStructA::new(200);
        let msa_dyn_ref: &mut dyn MyTrait = &mut msa;
        use_dyn_trait(msa_dyn_ref);
        if let Some(msa_ref) =
            msa_dyn_ref.as_any_mut().downcast_mut::<MyStructA>()
        {
            use_impl_trait(msa_ref);
        }
        let mut msb = MyStructB::new("yyy".to_owned());
        let msb_dyn_ref: &mut dyn MyTrait = &mut msb;
        use_dyn_trait(msb_dyn_ref);
        if let Some(msb_ref) =
            msb_dyn_ref.as_any_mut().downcast_mut::<MyStructB>()
        {
            use_impl_trait(msb_ref);
        }
    }
}
/*
~~~~ using concrete types ~~~~
dyn: value is 101
impl: value is 102
dyn: txt is xxx •
impl: txt is xxx • •
~~~~ using dynamic types ~~~~
dyn: value is 201
impl: value is 202
dyn: txt is yyy •
impl: txt is yyy • •
*/