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铁锈静态特性转换[复制]

rust casting

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Locke · 技术社区 · 7 年前

trait Base {
    fn a(&self);
    fn b(&self);
    fn c(&self);
    fn d(&self);
}

trait Derived : Base {
    fn e(&self);
    fn f(&self);
    fn g(&self);
}

struct S;

impl Derived for S {
    fn e(&self) {}
    fn f(&self) {}
    fn g(&self) {}
}

impl Base for S {
    fn a(&self) {}
    fn b(&self) {}
    fn c(&self) {}
    fn d(&self) {}
}

不幸的是,我不能投 &Derived 到 &Base :

fn example(v: &Derived) {
    v as &Base;
}

error[E0605]: non-primitive cast: `&Derived` as `&Base`
  --> src/main.rs:30:5
   |
30 |     v as &Base;
   |     ^^^^^^^^^^
   |
   = note: an `as` expression can only be used to convert between primitive types. Consider using the `From` trait

为什么?这个 Derived vtable必须引用 Base 以某种方式。

@vtable4 = internal unnamed_addr constant {
    void (i8*)*,
    i64,
    i64,
    void (%struct.S*)*,
    void (%struct.S*)*,
    void (%struct.S*)*,
    void (%struct.S*)*
} {
    void (i8*)* @_ZN2i813glue_drop.98717h857b3af62872ffacE,
    i64 0,
    i64 1,
    void (%struct.S*)* @_ZN6S.Base1a20h57ba36716de00921jbaE,
    void (%struct.S*)* @_ZN6S.Base1b20h3d50ba92e362d050pbaE,
    void (%struct.S*)* @_ZN6S.Base1c20h794e6e72e0a45cc2vbaE,
    void (%struct.S*)* @_ZN6S.Base1d20hda31e564669a8cdaBbaE
}

@vtable26 = internal unnamed_addr constant {
    void (i8*)*,
    i64,
    i64,
    void (%struct.S*)*,
    void (%struct.S*)*,
    void (%struct.S*)*,
    void (%struct.S*)*,
    void (%struct.S*)*,
    void (%struct.S*)*,
    void (%struct.S*)*
} {
    void (i8*)* @_ZN2i813glue_drop.98717h857b3af62872ffacE,
    i64 0,
    i64 1,
    void (%struct.S*)* @_ZN9S.Derived1e20h9992ddd0854253d1WaaE,
    void (%struct.S*)* @_ZN9S.Derived1f20h849d0c78b0615f092aaE,
    void (%struct.S*)* @_ZN9S.Derived1g20hae95d0f1a38ed23b8aaE,
    void (%struct.S*)* @_ZN6S.Base1a20h57ba36716de00921jbaE,
    void (%struct.S*)* @_ZN6S.Base1b20h3d50ba92e362d050pbaE,
    void (%struct.S*)* @_ZN6S.Base1c20h794e6e72e0a45cc2vbaE,
    void (%struct.S*)* @_ZN6S.Base1d20hda31e564669a8cdaBbaE
}

考虑到这种设计,很容易理解为什么这不起作用。一个新的vtable需要在运行时构建,它可能驻留在堆栈上,这并不是一个优雅(或最佳)的解决方案。

当然,也有一些解决方法,比如在接口中添加显式的向上转换方法,但这需要相当多的样板(或宏狂热)才能正常工作。

现在,问题是-为什么它没有以某种方式实现,以支持trait对象向上转换?比如,在子属性的vtable中添加一个指向超特征的vtable的指针。目前,Rust的动态调度似乎不能满足 Liskov substitution principle ,这是面向对象设计的一个非常基本的原则。

有人知道这种设计的原理吗?

0 回复 | 直到 8 年前

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Shepmaster Tim Diekmann 8 年前

实际上,我想我知道原因了。我找到了一种优雅的方式来向任何想要的特性添加上行支持,这样程序员就可以选择是否将额外的VTABLE条目添加到该特征中,或者不喜欢,这是类似于C++的虚拟与非虚拟方法的相似权衡:优雅和模型正确性与性能。

代码的实现方法如下:

trait Base: AsBase {
    // ...
}

trait AsBase {
    fn as_base(&self) -> &Base;
}

impl<T: Base> AsBase for T {
    fn as_base(&self) -> &Base {
        self
    }
}

你可以添加额外的方法来铸造一个 &mut 指针或 Box (这增加了一个要求 T 'static 类型),但这是一个一般的想法。这样就可以安全而简单地(尽管不是隐式的)对每个派生类型进行上推,而不必为每个派生类型设置样板。

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Masaki Hara 9 年前

接受的RFC #0401

内强迫( T ) = U 哪里 T 美国 ;
#18600 .

还有一个重复的问题 #5665 . 那里的评论解释了是什么阻止了这一点的实施。

+-----+-------------------------------+
| 0- 7|pointer to "drop glue" function|
+-----+-------------------------------+
| 8-15|size of the data               |
+-----+-------------------------------+
|16-23|alignment of the data          |
+-----+-------------------------------+
|24-  |methods of Self and supertraits|
+-----+-------------------------------+

它不包含作为子序列的超级特征的vtable。我们至少要对vtables做些调整。

当然,有一些方法可以缓解这个问题,但是很多方法都有不同的优缺点!当有钻石继承时,vtable的大小对它有好处。另一个应该更快。

在那里 @typelist a draft RFC 看起来组织得很好,但之后就消失了(2016年11月)。

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Earth Engine 8 年前

当我开始生锈的时候,我撞到了同一堵墙。现在,当我想到特质时,我脑海中的形象与我想到的班级不同。

trait X: Y {} 意味着当你实现特质的时候 X 对于结构 S 需要实现特质 Y 对于 S .

&X 知道它也是一个 &Y ,因此提供了适当的功能。 是的 首先是vtable。

再说一次,当前的design+指向其他vtable的额外指针可能不会造成太大的伤害,并且允许实现简单的强制转换。所以也许我们两者都需要?这是一件值得讨论的事 internals.rust-lang.org