如何在 Rust 中创建对通用特征对象的引用的 Vec？

如何解决如何在 Rust 中创建对通用特征对象的引用的 Vec？

我是 Rust 的新手。我的背景是Java。我正在尝试解决以下问题。

我有一个为 trait Fuel 和 struct Diesel 实现的 struct Gas。
我还有一个带有 trait Vehicle 泛型类型参数的 Fuel。 Vehicle 是为 struct Car<F: Fuel> 和 struct Bus<F: Fuel> 实现的。

最后，我想把对可能的异构特征对象的引用放到一个 Vec 中，如下所示：

let diesel_car = Car { fuel: Diesel {} };
let gas_car = Car { fuel: Gas {} };
let diesel_bus = Bus { fuel: Diesel {} };
let gas_bus = Bus { fuel: Gas {} };

let garage = vec![
    &diesel_car,&gas_car,&diesel_bus,&gas_bus
];

但是我得到这个编译错误：

error[E0308]: mismatched types
  --> src/main.rs:63:9
   |
63 |         &gas_car,|         ^^^^^^^^ expected struct `Diesel`,found struct `Gas`
   |
   = note:   expected type `&Car<Diesel>`
           found reference `&Car<Gas>`

这个 Vec 中引用的泛型类型应该是什么？它猜测它应该类似于 Vec<&dyn Vehicle>。但是这个变体也不能编译，因为它想提前知道 Vehicle 的泛型类型参数。在 Java 中，我只会写 List<Vehicle<?>。 Rust 中有没有类似的东西？

整个示例在 playground 中可用。

附言我显然可以从 Vehicle 中删除一个通用参数并将其替换为 Box<dyn Fuel>，但我想通过动态调度来最小化位置。

解决方法

但是这个变体也不能编译，因为[编译器]想提前知道Vehicle的泛型类型参数。

我认为您在这里混淆了静态调度和动态调度。我认为您也混淆了您要求编译器做什么与您期望它做什么。很明显，您想要动态调度，但您正在尝试使用泛型来实现它，这是不可能的，因为泛型是纯粹的编译时抽象，并且总是会产生静态调度代码。 “泛型”在运行时不存在，也不存在于最终的二进制文件中。如果您想要“运行时泛型”，这就是特征对象和动态分派的用途。

在 Java 中，我只会写 List<Vehicle<?>>。 Rust 中有没有类似的东西？

是的，将 F: Fuel 泛型类型参数替换为 dyn Fuel 特征对象。

附言我显然可以从 Vehicle 中删除一个通用参数并将其替换为 Box<dyn Fuel>，但我想通过动态调度来最小化位置。

但是你只是问如何在 Rust 中实现 Java 等价物，而这正是 Java 解决这个问题的方式：通过使用动态调度。你不能吃你的蛋糕也吃它。如果你想要静态调度的速度，那意味着也要接受静态调度的约束。如果这些约束对您的程序来说太严格，那么您应该使用 trait 对象和动态调度。

Rust 的枚举可能是最接近你想要的。它们是泛型和 trait 对象之间的一个很好的折衷，为您提供（几乎）前者的速度，同时为您提供后者的灵活性。这是您重构为使用枚举的示例：

enum Fuel {
    Diesel,Gas,}

impl Fuel {
    fn efficiency(&self) -> f64 {
        match self {
            Fuel::Diesel => 0.9,Fuel::Gas => 0.8,}
    }
}

enum Vehicle {
    Car(Fuel),Bus(Fuel)
}

impl Vehicle {
    fn mass(&self) -> f64 {
        match self {
            Vehicle::Car(_) => 1000.0,Vehicle::Bus(_) => 5000.0,}
    }
}

fn main() {
    let diesel_car = Vehicle::Car(Fuel::Diesel);
    let gas_car = Vehicle::Car(Fuel::Gas);
    let diesel_bus = Vehicle::Bus(Fuel::Diesel);
    let gas_bus = Vehicle::Bus(Fuel::Gas);

    let garage = vec![
        &diesel_car,&gas_car,&diesel_bus,&gas_bus
    ];
}

playground

不能将不同的类型放在同一个向量中。但是，使用枚举，您可以在不需要不同类型的情况下获得所需的功能。

由于您有 2 种燃料变体，它们的枚举将如下所示：

pub enum Fuel {
    Diesel,}

然后添加一个函数 efficiency 来返回每个燃料变体的效率：

impl Fuel {
    fn efficiency(&self) -> f64 {
        match self {
            Fuel::Diesel => 0.9,}
    }
}

您现在有 2 种相同类型的燃料。

在对车辆执行相同操作后（您也有它们的 2 个变体），您可以将各种组合添加到同一个向量中。

Here is a full example.

You can read up on enums here.