不同具体类型泛型的 Vec

Question

我有一个特征 Foo，具体类型 A 和 B 都受特征 Foo 的限制。我想返回 a Vec<Foo>，其中 Foo 可以是具体类型 A 或 B，如下所示：

trait Foo { }

pub struct A {}
pub struct B {}

impl Foo for A {}
impl Foo for B {}


fn test() -> Vec<Foo> {
    let generic_vec: Vec<Foo> = Vec::new();
    generic_vec.push(A {});
    generic_vec.push(B {});
    return generic_vec;
}

目前的编译器抛出错误，即未为 Foo 实现 sized trait。我可以将 Foo 包装在一个 Box 中，但我不想返回 trait 对象的 Vec，因为它们会带来运行时开销。

我想知道是否有一些 Rust 泛型特性可以让我返回泛型类型的 Vec 而不必使用特征对象。

Answer 1

向量是内存中密集排列的数组，它要求其所有元素占用相同的空间。需要在编译时知道元素的大小。Trait 对象没有已知大小，因此您无法将它们存储在Vec.

如果要存储A或元素的向量B，最好的选择是使用枚举：

pub struct A;
pub struct B;

enum Either {
    A(A),
    B(B),
}

fn main() {
    let mut v = vec![];
    v.push(Either::A(A));
    v.push(Either::B(B));
}

枚举Either的大小等于最大的尺寸A和B，可能还要加上空间的判别，指示当前变种是什么。这个大小在编译时是已知的，因此Either可以在向量中使用。

如果A并B实现了一个公共特征，并且您希望能够在向量的元素上调用该特征的方法，您也可以Either通过将所有方法调用转发到正确的变体来实现该特征。

Answer 2

这里的问题是，不能保证仅仅因为两者A和B实现Foo它们将具有相同的大小。由于 RustVec是同构的，我们需要静态地保证其中所有元素的大小。

那么，解决方案就是对将它们绑定到特征的类型进行装箱。

trait Foo { }

pub struct A {}
pub struct B {}

impl Foo for A {}
impl Foo for B {}

type FooT = Box<dyn Foo>;

fn test() -> Vec<FooT> {
    let mut generic_vec: Vec<FooT> = Vec::new();
    generic_vec.push(Box::new(A {}));
    generic_vec.push(Box::new(B {}));
    return generic_vec;
}

现在，类型可能不具有相同的大小，但指针（Box）具有相同的大小，因此我们完全避免了这个问题，尽管要付出一些代价，因为我们必须取消引用才能访问元素。

请注意，这里我定义类型别名FooT只是为了便于阅读，但当然您也可以直接使用Box<dyn Foo>。