为什么 Rust 不在匹配模式中执行隐式 deref 强制？

Question

在阅读了 Rust 书中关于智能指针和内部可变性的部分后，作为个人练习，我尝试编写一个函数来遍历智能指针的链表并返回列表中的“最后一个”元素：

#[derive(Debug, PartialEq)]
enum List {
    Cons(Rc<RefCell<i32>>, Rc<List>),
    Nil,
}

use crate::List::{Cons, Nil};

fn get_last(list: &List) -> &List {
    match list {
        Nil | Cons(_, Nil) => list,
        Cons(_, next_list) => get_last(next_list),
    }
}

此代码导致以下错误：

   |         Nil | Cons(_, Nil) => list,
   |                       ^^^ expected struct `std::rc::Rc`, found enum `List

我能够通过使用“匹配保护”并明确取消对Cons(_, x)模式的引用来使其工作：

fn get_last(list: &List) -> &List {
    match list {
        Nil => list,
        Cons(_, next_list) if **next_list == Nil => list,
        Cons(_, next_list) => get_last(next_list),
    }
}

鉴于我对隐式取消引用和Dereftrait 实现的了解Rc，我本以为我的第一次尝试会成功。为什么我必须在这个例子中明确取消引用？

Answer 1

首先，我们需要了解什么是取消引用强制。如果T解引用U并且x是 type 的值T，则：

• *x 是 *Deref::deref(&x)
• &T 可以被强制 &U
• x.method()将U在方法解析期间检查类型。

方法解析的工作原理是当您在类型上调用方法时，它首先通过向类型添加任何内容，然后添加&，然后添加&mut，然后取消引用来检查方法。因此，在确定要调用哪个方法时x.method()，它会首先检查采用T, then &T, then &mut T, then U, then &U, then 的方法&mut U（在此处阅读更多内容）。这并不适用于运营商。因此，==不会强制不同的类型，这就是您必须显式取消引用的原因。

但是如果我们确实使用了一个方法，比如.eq在PartialEqtrait 中呢？事情变得有趣。以下代码失败：

fn get_last(list: &List) -> &List {
    match list {
        Nil => list,
        Cons(_, next_list) if next_list.eq(Nil) => list,
        Cons(_, next_list) => get_last(next_list),
    }
}

但以下成功：

fn get_last(list: &List) -> &List {
    match list {
        Nil => list,
        // notice how it's Nil.eq and not next_list.eq
        Cons(_, next_list) if Nil.eq(next_list) => list,
        Cons(_, next_list) => get_last(next_list),
    }
}

为什么是这样？我们来看第一个例子：

next_list是 type &Rc<List>，所以它开始搜索一个.eq方法。它立即找到一个在PartialEq实现中定义的Rcwith signature fn eq(&self, other: &Rc<List>)。但是，在这种情况下other是类型List，不能强制为&Rc<List>。

那为什么第二个工作呢？ Nil是 type List，所以它开始搜索一个.eq方法。它找不到任何 for List，所以它&List接下来尝试，在那里它找到PartialEq带有签名的派生实现fn eq(&self, other: &List)。在这种情况下， other 是 type &Rc<List>，&List由于它的Deref实现，可以强制转换为。这意味着所有类型检查都正确并且代码可以正常工作。

至于为什么你的第一次尝试没有成功，它似乎不是 Rust 中的一个功能，并且有一个可以追溯到 2017 的建议添加它。