如何添加绑定到泛型关联类型的特征？

Question

最近，Rust 博客上发表了“推动 GAT 稳定化”一文。我对这个LendingIterator特性很感兴趣，但在尝试使用它时遇到了问题。这是帖子中的定义：

trait LendingIterator {
    type Item<'a> where Self: 'a;
    fn next<'a>(&'a mut self) -> Option<Self::Item<'a>>;
}

博客文章中宣传的所有内容都运行良好，我看到了 GAT 如何以多种方式提供帮助。但是：如何添加绑定到关联Item类型的特征？

使用标准Iterator特征，这很容易：

fn print_all<I>(mut i: I) 
where
    I: Iterator,
    I::Item: std::fmt::Debug,    // <-------
{
    while let Some(x) = i.next() {
        println!("{:?}", x);
    }
}

但是有了新特性，这个边界就不会编译（Playground）：

where
    I: LendingIterator,
    I::Item: std::fmt::Debug,

编译器说：

trait LendingIterator {
    type Item<'a> where Self: 'a;
    fn next<'a>(&'a mut self) -> Option<Self::Item<'a>>;
}

所以我们需要一个生命周期参数。除了仅使用'static（过于严格）之外，我还看到了两种方法来实现这一点。然而，两者都有微妙但显着的缺点/问题。

函数的生命周期参数

fn print_all<'a, I>(mut i: I) 
where
    I: 'a + LendingIterator,
    I::Item<'a>: std::fmt::Debug,
{
    while let Some(x) = i.next() {
        println!("{:?}", x);
    }
}

（游乐场）

这无法编译：

fn print_all<I>(mut i: I) 
where
    I: Iterator,
    I::Item: std::fmt::Debug,    // <-------
{
    while let Some(x) = i.next() {
        println!("{:?}", x);
    }
}

这样做的原因是生命周期参数（实际上，所有通用参数）print_all是由调用者选择的。这意味着生命周期大于 的范围print_all：调用者无法知道print_all. 这意味着对 的调用必须在整个生命周期内next借用。但这包括所有的，所以我们只能借用一次！i'aprint_all

无论如何，这个解决方案是不可行的。

更高种类的特征边界（？y bois）

fn print_all<I>(mut i: I) 
where
    I: LendingIterator,
    for<'a> I::Item<'a>: std::fmt::Debug,

（游乐场）

嘿，它编译！然而，它有一个微妙的问题。让我们WindowsMut从博客文章中获取迭代器并尝试将其传递给print_all: Playground。它不编译：

where
    I: LendingIterator,
    I::Item: std::fmt::Debug,

奇怪的！记住：

type Item<'a> where Self: 'a = &'a mut [T];

并且std::fmt::Debug绝对是针对切片的可变引用实现的。不管一生。（比较文档）。

我认为界限不满足，因为for<'a>意味着“对于所有可能的生命周期”，其中包括'static. 让我们写出来：

是否对所有可能的sWindowsMut<'t, T>::Item<'a>实施？是否实现？那是。该类型仅在. 还有这个奇怪的界限。并且绝对不满意，除非。Debug'aWindowsMut<'t, T>::Item<'static>Debug&'static mut [T]T: 'staticwhere Self: 'aWindowsMut<'t, T>: 'static't == 'static

---

我如何正确地添加一个绑定到Item类型LendingIterator和实现print_all？这应该是可能的吧？这个问题已经讨论过了吗？我上面的推理是否不正确，尤其是关于 HRTB？

Answer 1

我明白你为什么应该扩展这种模式的原因，但这是否可能只是目前 GAT 的限制（或者只是一个错误）？不过，您可以重构您的特质，将其绑定在链的更上游，以便通过要求......

trait LendingIterator {
    type Item<'a>: std::fmt::Debug where Self: 'a; // Require Debug trait
    fn next<'a>(&'a mut self) -> Option<Self::Item<'a>>;
}

// Require T has Debug trait
impl<'t, T: std::fmt::Debug> LendingIterator for WindowsMut<'t, T> {
    type Item<'a> where Self: 'a = &'a mut [T];
    
    fn next<'a>(&'a mut self) -> Option<Self::Item<'a>> {
        let retval = self.slice[self.start..].get_mut(..self.window_size)?;
        self.start += 1;
        Some(retval)
    }
}

并删除你对函数的限制......

fn print_all<I>(mut i: I) 
where
    I: LendingIterator,
    // Remove 
    // for<'a> I::Item<'a>: std::fmt::Debug, 
{
    while let Some(x) = i.next() {
        println!("{:?}", x);
    }
}

但是如果我取消删除特征绑定，我会得到一个与之前不同的错误......

   Compiling playground v0.0.1 (/playground)
error[E0271]: type mismatch resolving `for<'a> <WindowsMut<'_, {integer}> as LendingIterator>::Item<'a> == <WindowsMut<'_, {integer}> as LendingIterator>::Item<'a>`
  --> src/main.rs:45:5
   |
9  | fn print_all<I>(mut i: I) 
   |    --------- required by a bound in this
...
13 |     for<'a> I::Item<'a>: std::fmt::Debug, 
   |                          --------------- required by this bound in `print_all`
...
45 |     print_all(windows);
   |     ^^^^^^^^^ expected associated type, found `&mut [_]`
   |
   = note: expected associated type `<WindowsMut<'_, {integer}> as LendingIterator>::Item<'a>`
            found mutable reference `&'a mut [{integer}]`
   = help: consider constraining the associated type `<WindowsMut<'_, {integer}> as LendingIterator>::Item<'a>` to `&'a mut [_]` or calling a method that returns `<WindowsMut<'_, {integer}> as LendingIterator>::Item<'a>`
   = note: for more information, visit https://doc.rust-lang.org/book/ch19-03-advanced-traits.html

For more information about this error, try `rustc --explain E0271`.
error: could not compile `playground` due to previous error

我认为这个额外的特征界限与其他特征界限是同义反复，对我来说，这是编译器无缘无故抱怨的危险信号。

展示示例作品的Playground 。