我为另一个特征实现了一个特征，但不能从两个特征调用方法

Question

我有一个叫做Sleep的特质：

pub trait Sleep {
    fn sleep(&self);
}

我可以为每个结构提供不同的睡眠实现，但事实证明，大多数人睡眠的方式非常少。你可以睡在床上：

pub trait HasBed {
    fn sleep_in_bed(&self);
    fn jump_on_bed(&self);
}

impl Sleep for HasBed {
    fn sleep(&self) {
        self.sleep_in_bed()
    }
}

如果你在露营，你可以睡在帐篷里：

pub trait HasTent {
    fn sleep_in_tent(&self);
    fn hide_in_tent(&self);
}

impl Sleep for HasTent {
    fn sleep(&self) {
        self.sleep_in_tent()
    }
}

有一些奇怪的案例。我有一个朋友可以靠墙睡觉，但大多数人，大多数时候，都会陷入一些简单的情况。

我们定义一些结构并让它们休眠：

struct Jim;

impl HasBed for Jim {
    fn sleep_in_bed(&self) {}
    fn jump_on_bed(&self) {}
}

struct Jane;

impl HasTent for Jane {
    fn sleep_in_tent(&self) {}
    fn hide_in_tent(&self) {}
}

fn main() {
    use Sleep;
    let jim = Jim;
    jim.sleep();

    let jane = Jane;
    jane.sleep();
}

呃-哦！编译错误：

error[E0599]: no method named `sleep` found for type `Jim` in the current scope
  --> src/main.rs:44:9
   |
27 | struct Jim;
   | ----------- method `sleep` not found for this
...
44 |     jim.sleep();
   |         ^^^^^
   |
   = help: items from traits can only be used if the trait is implemented and in scope
   = note: the following trait defines an item `sleep`, perhaps you need to implement it:
           candidate #1: `Sleep`

error[E0599]: no method named `sleep` found for type `Jane` in the current scope
  --> src/main.rs:47:10
   |
34 | struct Jane;
   | ------------ method `sleep` not found for this
...
47 |     jane.sleep();
   |          ^^^^^
   |
   = help: items from traits can only be used if the trait is implemented and in scope
   = note: the following trait defines an item `sleep`, perhaps you need to implement it:
           candidate #1: `Sleep`

这个编译器错误很奇怪，因为如果一个 trait 实现另一个 trait 有问题，我希望在我这样做的时候听到它，而不是在我尝试使用结果时在程序的最底部。

在这个例子中，只有 2 个结构体和 2 种睡眠方式，但在一般情况下，有很多结构体和几种睡眠方式（但没有结构体那么多的方式）。

Bed 主要是 Sleep 的实现，但在一般情况下，Bed 有很多用途，可以实现很多东西。

唯一直接显而易见的方法是将impl Sleep for... 转换为自己使用的宏结构，但这似乎很老套和可怕。

Answer 1

你需要为实现第一个特征的对象实现第二个特征：

impl<T> Sleep for T
where
    T: HasBed,
{
    fn sleep(&self) {
        self.sleep_in_bed()
    }
}

以前，您为 trait 的类型实现 Sleep，更好地表示为 dyn HasBed。详情请见What does "dyn" mean in a type?。

但是，一旦您添加第二个一揽子实现，这就会中断：

impl<T> Sleep for T
where
    T: HasTent,
{
    fn sleep(&self) {
        self.sleep_in_tent()
    }
}

有

error[E0119]: conflicting implementations of trait `Sleep`:
  --> src/main.rs:24:1
   |
10 | / impl<T> Sleep for T
11 | | where
12 | |     T: HasBed,
13 | | {
...  |
16 | |     }
17 | | }
   | |_- first implementation here
...
24 | / impl<T> Sleep for T
25 | | where
26 | |     T: HasTent,
27 | | {
...  |
30 | |     }
31 | | }
   | |_^ conflicting implementation

有可能实现 both HasBed 和 HasTent。如果出现实现两者的东西，那么代码现在将是模棱两可的。解决方法是 specialization，但目前还没有稳定的实现。

你如何实现你的目标？我想你已经提出了当前最好的解决方案——写一个宏。你也可以write your own derive macro。宏确实没那么糟糕，但它们可能很难编写。

另一件事可能完全基于您为示例选择的名称，即简单地将结构嵌入到其他结构中，可选择将它们公开。由于您对Sleep 的实现基本上只取决于床/帐篷，因此这样做不会丢失任何功能。当然，有些人可能会觉得破坏了封装。您可以再次创建宏来实现各种委托。

trait Sleep {
    fn sleep(&self);
}

struct Bed;
impl Bed {
    fn jump(&self) {}
}
impl Sleep for Bed {
    fn sleep(&self) {}
}

struct Tent;
impl Tent {
    fn hide(&self) {}
}
impl Sleep for Tent {
    fn sleep(&self) {}
}

struct Jim {
    bed: Bed,
}
struct Jane {
    tent: Tent,
}

fn main() {
    let jim = Jim { bed: Bed };
    jim.bed.sleep();
}

Answer 2

我们可以在这里使用关联的项目。

pub trait Sleep: Sized {
    type Env: SleepEnv;

    fn sleep(&self, env: &Self::Env) {
        env.do_sleep(self);
    }

    fn get_name(&self) -> &'static str;
}

pub trait SleepEnv {
    fn do_sleep<T: Sleep>(&self, &T);
}

然后，我们实现两个不同的睡眠环境。

struct Bed;
struct Tent;

impl SleepEnv for Bed {
    fn do_sleep<T: Sleep>(&self, person: &T) {
        println!("{} is sleeping in bed", person.get_name());
    }
}

impl SleepEnv for Tent {
    fn do_sleep<T: Sleep>(&self, person: &T) {
        println!("{} is sleeping in tent", person.get_name());
    }
}

最后一部分是它们的具体实现。

struct Jim;
struct Jane;

impl Sleep for Jim {
    type Env = Bed;
    fn get_name(&self) -> &'static str {
        "Jim"
    }
}

impl Sleep for Jane {
    type Env = Tent;
    fn get_name(&self) -> &'static str {
        "Jane"
    }
}

测试代码：

fn main() {
    let bed = Bed;
    let tent = Tent;

    let jim = Jim;
    let jane = Jane;
    jim.sleep(&bed);
    jane.sleep(&tent);
}