在Rust中，什么是“基本类型”？

Question

在某个地方，我选择了“基本类型”（及其基本属性#[fundamental]）一词，而现在我想了解更多有关它的信息。我隐约记得它是关于在某些情况下放宽一致性规则的。而且我认为引用类型就是这种基本类型。

不幸的是，在网上搜索并没有带给我很多。Rust参考没有提到它（据我所知）。我刚刚发现了一个有关创建元组基本类型和引入该属性的RFC 的问题。但是，RFC有一个关于基本类型的段落：

• 一种#[fundamental]类型Foo是在其中实施全面实施Foo是一项重大变化。如上所述，&并且&mut是基本的。将此属性应用于Box，使其Box 行为与相干性相同&并&mut相对于相干性。

我觉得这句话很难理解，感觉到我需要对整个RFC有深入的了解才能了解基本类型的这一点。我希望有人可以用更简单的术语来解释基本类型（当然，不必过多简化）。这个问题也可以作为一条容易找到的知识。

为了理解基本类型，我想回答以下问题（除了主要的“它们什至是什么？”问题，当然）：

• 基本类型能比非基本类型做更多的事情吗？
• 作为图书馆作者，我可以从某些类型上标记为#[fundamental]吗？
• 核心语言或标准库中的哪些类型是基本的？

Answer 1

通常，如果库具有泛型类型Foo<T>，则下游板条箱无法在其上实现特征，即使T是某些本地类型也是如此。例如，

（crate_a）

struct Foo<T>(pub t: T)

（crate_b）

use crate_a::Foo;

struct Bar;

// This causes an error
impl Clone for Foo<Bar> {
    fn clone(&self) -> Self {
        Foo(Bar)
    }
}

对于在操场上工作的具体示例（即出现错误），

use std::rc::Rc;

struct Bar;

// This causes an error
// error[E0117]: only traits defined in the current crate
// can be implemented for arbitrary types
impl Default for Rc<Bar> {
    fn default() -> Self {
        Rc::new(Bar)
    }
}

（操场）

通常，这可以使板条箱创建者添加（完全）性状实现，而不会破坏下游板条箱。在最初不确定某个类型应实现特定特征的情况下，这很好，但后来变得很清楚，它应该实现。例如，我们可能有某种数字类型，最初并未实现from的特征num-traits。这些特征可以稍后添加，而无需进行重大更改。

但是，在某些情况下，图书馆作者希望下游的板条箱能够自己实现特征。这就是#[fundamental]属性的来源。当放置在一个类型上时，当前未为此类型实现的任何特征都不会实现（除非有重大更改）。结果，只要类型参数是本地的，下游的板条箱就可以实现该类型的特征（有一些复杂的规则来确定为此使用哪种类型参数）。由于基本类型不会实现给定的特征，因此可以自由实现该特征而不会引起一致性问题。

例如，Box<T>标记为#[fundamental]，因此以下代码（类似于Rc<T>上面的版本）有效。Box<T>不会实现Default（除非T实现Default），所以我们可以假设它将来不会，因为它Box<T>是基本的。请注意，实施Defaultfor Bar会导致问题，因为从那时起就Box<Bar>已经实施了Default。

struct Bar;

impl Default for Box<Bar> {
    fn default() -> Self {
        Box::new(Bar)
    }
}

（操场）

另一方面，特征也可以用标记#[fundamental]。这对于基本类型具有双重含义。如果当前没有任何类型实现基本特征，则可以假定该类型将来不会实现（再次，除非做出重大更改）。我不确定在实践中如何使用它。在代码（下面链接）中，FnMut已标记为基本，并指出正则表达式需要它（关于&str: !FnMut）。我找不到它在regex板条箱中的使用位置，或者是否在其他地方使用。

从理论上讲，如果将Add特征标记为基本特征（已经讨论过），则可以将其用于在尚不具备此特征的事物之间实现加法运算。例如，添加[MyNumericType; 3]（逐点），这在某些情况下可能是有用的（当然，做[T; N]基础也可以这样做）。

基本基本类型是&T，&mut T（有关所有一般基本类型的说明，请参见此处）。在标准库中，Box<T>也Pin<T>被标记为基本。

在标准库的基本特征是Sized，Fn<T>，FnMut<T>，FnOnce<T>和Generator。

请注意，该#[fundamental]属性当前不稳定。跟踪问题为问题＃29635。