Rust 的 Trait 对象如何处理移动实例的方法？

Question

以下是我对 Rust 方法如何工作的基本假设：

foo.method();

其中method定义为method(&self)并且foo是 的一个实例Foo,与

Foo::method(&foo);

我对 Trait Objects 的理解是一个有两个空指针的结构，一个指向数据，另一个指向函数指针（vtable）

接受 Trait 对象并调用该 Trait 对象上的方法的多态函数将编译为查看 Trait 对象中方法的偏移量并传入数据指针

但是如果该方法移动了实例呢？如果我错了，请纠正我，但要调用虚拟移动方法，该函数必须将存储在 Trait 对象中的实际数据推送到堆栈上，而不仅仅是数据指针。显然在编译时无法知道数据大小，那么这里发生了什么？这是 VLA 类型的情况，还是我误解了移动的工作原理？

Answer 1

答案很简单——在 trait 对象上调用自消费方法是不可能的。

关键词是对象安全。本质上，此属性结合了两个要求：

• 每种方法都必须self通过某种间接方式使用；
• 每个方法都必须通过原始类型（即没有泛型）完全可识别。

为了更详细地了解这一点，让我们实际尝试编写一些代码并询问编译器的意见。首先，只是试图定义特征：

trait Consumer {
    fn consume(self);
}

编译器已经不高兴了：

trait Consumer {
    fn consume(self);
}

好的，我们可以比编译器的建议更保守，并添加对 trait 的限制。然后，为 trait 对象创建添加一个存根：

trait Consumer where Self: Sized {
    fn consume(self);
}

fn main() {
    let _: Box<dyn Consumer> = todo!();
}

现在，错误稍微复杂一些：

error[E0277]: the size for values of type `Self` cannot be known at compilation time
 --> src/lib.rs:2:16
  |
2 |     fn consume(self);
  |                ^^^^ doesn't have a size known at compile-time
  |
help: consider further restricting `Self`
  |
2 |     fn consume(self) where Self: Sized;
  |                      ^^^^^^^^^^^^^^^^^
help: function arguments must have a statically known size, borrowed types always have a known size
  |
2 |     fn consume(&self);
  |                ^

然而，有一个解决方法：没有必要限制整个特征——只是有问题的方法，正如我们从一开始就被告知的那样。移动where子句，如下：

trait Consumer {
    fn consume(self) where Self: Sized;
}

...使上面的代码编译。

现在，实际使用这个 trait 对象怎么样？例如，让我们为单位类型实现它，并使用它 from main：

trait Consumer {
    fn consume(self) where Self: Sized;
}

impl Consumer for () {
    fn consume(self) {}
}

fn main() {
    let consumer: Box<dyn Consumer> = Box::new(());
    consumer.consume();
}

另一个编译器错误！

trait Consumer where Self: Sized {
    fn consume(self);
}

fn main() {
    let _: Box<dyn Consumer> = todo!();
}

同样，我们对方法施加的限制禁止代码，如果它被编译将毫无意义。