特征对象不是对象安全错误答案

【问题标题】：Trait Object is not Object-safe error特征对象不是对象安全错误
【发布时间】：2015-05-01 20:06:42
【问题描述】：

以下代码无法为我编译。

trait A {
    fn fun0(&self);
    fn fun2(&self) -> Option<Box<Self>>;
}

struct B0 {
    id: usize,
}

impl A for B0 {
    fn fun0(&self) { println!("Value: {:?}", self.id); }
    fn fun2(&self) -> Option<Box<Self>> { Option::None }
}

struct B1 {
    id: isize,
}

impl A for B1 {
    fn fun0(&self) { println!("Value: {:?}", self.id); }
    fn fun2(&self) -> Option<Box<Self>> { Option::Some(Box::new(B1 { id: self.id, })) }
}

enum C {
    None,
    Put { object: Box<A>, },
}

fn fun1(values: Vec<C>) {
    for it in values.iter() {
        match *it {
            C::Put { object: ref val, } => val.fun0(),
            C::None => (),
        };
    }
}

fn main() {
    let obj_b0 = Box::new(B0 { id: 778, });
    let obj_b1 = Box::new(B1 { id: -8778, });
    let obj_c0 = C::Put { object: obj_b0, };
    let obj_c1 = C::Put { object: obj_b1, };
    let mut vec = Vec::new();
    vec.push(obj_c0);
    vec.push(obj_c1);
    fun1(vec);
}

给出一个错误：

cargo run
   Compiling misc v0.0.1 (file:///home/spandan/virtualization/coding/my/rust-tests/misc/misc)
src/main.rs:188:48: 188:54 error: the trait `A` is not implemented for the type `A` [E0277]
src/main.rs:188             C::Put { object: ref val, } => val.fun0(),
                                                               ^~~~~~
src/main.rs:197:35: 197:41 error: cannot convert to a trait object because trait `A` is not object-safe [E0038]
src/main.rs:197     let obj_c0 = C::Put { object: obj_b0, };
                                                  ^~~~~~
src/main.rs:197:35: 197:41 note: method `fun2` references the `Self` type in its arguments or return type
src/main.rs:197     let obj_c0 = C::Put { object: obj_b0, };
                                                  ^~~~~~
src/main.rs:198:35: 198:41 error: cannot convert to a trait object because trait `A` is not object-safe [E0038]
src/main.rs:198     let obj_c1 = C::Put { object: obj_b1, };
                                                  ^~~~~~
src/main.rs:198:35: 198:41 note: method `fun2` references the `Self` type in its arguments or return type
src/main.rs:198     let obj_c1 = C::Put { object: obj_b1, };
                                                  ^~~~~~
error: aborting due to 3 previous errors
Could not compile `misc`.

合作

rustc --version
rustc 1.0.0-nightly (00978a987 2015-04-18) (built 2015-04-19)

将fun2(&self)带入图片时出现问题。如果 fun0 是 trait 中唯一存在的函数，它编译并运行良好。但是我的代码需要这样的模式——我该怎么做？

编辑：此处已给出上述正确答案 (https://stackoverflow.com/a/29985438/1060004)。但是如果我从函数签名中删除&self（即，使其成为静态），我会遇到同样的问题：

fn fun2() -> Option<Box<A>>

现在有什么问题？

【问题讨论】：

标签： rust

【解决方案1】：

正如您所注意到的，当您删除 fun2 方法时，问题就消失了。让我们更仔细地看一下：

fn fun2(&self) -> Option<Box<Self>>;

请注意，它的输出类型包含Self，即实现特征的类型。例如，如果为String 实现了A，则为String：

impl A for String {
    fn fun2(&self) -> Option<Box<String>> { ... }
}

但是！使用 trait 对象，值的实际类型会被删除，我们唯一知道 trait 对象是它是实现 trait 的值，但我们不知道 实际类型该特征被实施。 Trait 对象方法是动态分派的，因此程序选择在运行时调用的实际方法。这些方法必须具有相同的行为，即接受相同数量的相同大小（成对）的参数并返回相同大小的值。如果一个方法在其签名中的某处使用Self，例如fun2，那么它的实现将不会相互兼容，因为它们需要对不同大小的值进行操作，因此这些方法无法统一。

此类方法（不能与 trait 对象一起使用）称为对象不安全（或非对象安全）。如果一个 trait 包含这样的方法，它就不能成为一个 trait 对象——它也被称为非对象安全的。

我相信，你可以让 trait 返回一个 trait 对象：

fn fun2(&self) -> Option<Box<A>>

现在对实际类型的依赖被解除，特征再次变为对象安全。

【讨论】：

15 秒。你真是个老鼠屎。 :D
是的，它也经常发生在我身上:)
一如既往的精彩！我试图将 Box 等同于 std::unique_ptr<A>，其中 A 是某个基类。这就是我虽然 Box 所做的，并且如果给出具体类型，则会发生隐式转换（到基础）。但似乎 Box 和 Box 是不同的概念。仍然把我的头缠在铁锈上:)
是的，Rust 中（几乎）没有子类型，所以Box<Self> 永远不是Box<A>。你必须明确:)
再问一个问题：如果方法签名是fn fun2() -> Option<Box<A>>，那么它仍然是同样的错误。为什么？为什么静态函数不起作用？

【解决方案2】：

嗯，错误消息几乎说明了当前的问题：您试图在对象上下文中使用非对象安全特征，但您不能这样做。

您可以从 trait A 中删除 fun2，并在不同的 trait 中定义它：它的存在将防止 A 被用作“特征对象”；所以&A、Box<A> 等都是不可能的。然后，每种类型都可以实现这两个特征。

另一种选择是更改fun2，使其结果不包含Self类型；你的例子太抽象了，不知道，但Option<Box<A>> 可以接受吗？

至于为什么：为了将 trait 用作 trait 对象，编译器必须能够为 trait 的方法生成 vtable，以便它可以进行动态的运行时调度.这意味着特征中的每个方法都必须可以用相同的类型实现（self 参数是一个特例）。那么fun2 返回什么？它必须返回一个Option<Box<Self>>，但Self 对于每个实现都是不同的类型！没办法统一！

【讨论】：