Rust中Box类型的协方差

Question

在阅读Nomicon的子类型章节之后，我就无法将类型参数的协方差包住。特别是对于Box<T>类型，它被描述为：T is covariant。

但是，如果我编写此代码：

trait A {}
trait B: A {}

struct C;
impl A for C {}
impl B for C {}

fn foo(v: Box<A>) {}

fn main() {
    let c = C;
    let b: Box<B> = Box::new(c);
    foo(b);
}

（游乐场）

trait A {}
trait B: A {}

struct C;
impl A for C {}
impl B for C {}

fn foo(v: Box<A>) {}

fn main() {
    let c = C;
    let b: Box<B> = Box::new(c);
    foo(b);
}

B显然是的“子类型”，A并且Box在其输入上是协变的。我不知道为什么它不起作用或为什么它不执行任何类型的强制转换。Box<T>在唯一的用例是不变式的情况下，为什么他们会认为是协变的？

Answer 1

在Rust中子类型化和方差意味着什么

Nomicon不是完全抛光的文档。目前，该回购协议中最近发行的10个问题中有5个专门根据其标题来处理子类型或差异。Nomicon中的概念可能需要大量的精力，但信息通常存在。

首先，请查看一些初始段落（重点是我的）：

Rust中的子类型与其他语言中的子类型有些不同。这使得很难给出简单的例子，这是一个问题，因为子类型，尤其是方差，已经很难正确理解。

为了使事情简单，本节将考虑对Rust语言的一个小扩展，它增加了新的和更简单的子类型关系。在这个简单的系统下建立概念和问题之后，我们将把它与Rust中子类型的实际发生方式联系起来。

然后继续显示一些基于特征的代码。重申一点，这个代码是不生锈的代码了; 特质在Rust中不构成子类型！

稍后，有这句话：

首先，基于引用的生存期进行子类型化是Rust 中子类型化的全部要点。我们拥有子类型化的唯一原因是，我们可以在预期寿命短的地方传递寿命长的东西。

Rust的子类型化概念仅适用于生存期。

子类型化和差异化的例子是什么？

可变寿命

这是一个示例子类型和寿命的变化Box。

失败的案例

fn smaller<'a>(v: Box<&'a i32>) {
    bigger(v)
}

fn bigger(v: Box<&'static i32>) {}

fn smaller<'a>(v: Box<&'a i32>) {
    bigger(v)
}

fn bigger(v: Box<&'static i32>) {}

一个工作案例

fn smaller<'a>(v: Box<&'a i32>) {}

fn bigger(v: Box<&'static i32>) {
    smaller(v)
}

不变寿命

这是一个可行的情况：

struct S<'a>(&'a i32);

fn smaller<'a>(_v: &S<'a>, _x: &'a i32) {}

fn bigger(v: &S<'static>) {
    let x: i32 = 1;
    smaller(v, &x);
}

将所有引用更改为可变引用的相同代码将失败，因为可变引用是不变的：

struct S<'a>(&'a mut i32);

fn smaller<'a>(_v: &mut S<'a>, _x: &'a mut i32) {}

fn bigger(v: &mut S<'static>) {
    let mut x: i32 = 1;
    smaller(v, &mut x);
}

error[E0308]: mismatched types
 --> src/lib.rs:2:12
  |
2 |     bigger(v)
  |            ^ lifetime mismatch
  |
  = note: expected type `std::boxed::Box<&'static i32>`
             found type `std::boxed::Box<&'a i32>`
note: the lifetime 'a as defined on the function body at 1:12...
 --> src/lib.rs:1:12
  |
1 | fn smaller<'a>(v: Box<&'a i32>) {
  |            ^^
  = note: ...does not necessarily outlive the static lifetime

解决具体问题

B 显然是的“子类型” A

它不是。

Box 在输入上是协变的

也就是协方差仅适用于寿命。

我不知道为什么它不起作用或为什么它不执行任何类型的强制转换。

这是通过覆盖为什么不生锈特性的支持对象向上转型？

他们为什么会认为Box<T>是协变的

因为是这样，对于Rust中适用于差异的事物。

也可以看看

• 如何处理Rust中的包装器类型不变性？
• 为什么链接生存期仅与可变引用有关？
• Rust中逆向使用的一个例子是什么？