为什么 Borrow trait 需要被借来的类型作为引用？答案

【问题标题】：Why does the Borrow trait require the borrowed type to be a reference?为什么 Borrow trait 需要被借来的类型作为引用？
【发布时间】：2015-05-06 17:37:34
【问题描述】：

想象一些事件源，它产生表示为枚举的事件。当然，为了获得最佳效率，这个生产者是零拷贝的，即它返回对其内部缓冲区的引用：

enum Variant<'a> {
    Nothing,
    SomeInt(u64),
    SomeBytes(&'a [u8])
}

impl Producer {
    fn next(&'a mut self) -> Variant<'a> { ... }
}

这对于不需要前瞻或回溯的消费者来说非常好，但有时需要保存一些事件序列。因此，我们的 Variant 类型变成了泛型：

enum Variant<BytesT> {
    Nothing,
    SomeInt(u64),
    SomeBytes(BytesT)
}

type OwnedVariant = Variant<Vec<u8>>;
type BorrowedVariant<'a> = Variant<&'a [u8]>;

在这里，我们最终得到了两种具有“所有者-引用”关系的类型，类似于对Vec<T>-&[T]、String-&str。文档建议内置特征 Borrow 和 ToOwned 提供除了细微差别之外的所需内容：

trait Borrow<Borrowed: ?Sized> {
    fn borrow(&self) -> &Borrowed;
    // this: -----------^
}

pub trait ToOwned {
    type Owned: Borrow<Self>;
    fn to_owned(&self) -> Self::Owned;
}

borrow 的结果必须是对某物的引用，BorrowedVariant<'a> 显然不是。删除此要求可解决此问题（此处，名称以 alt 为前缀以强调这是一个替代接口这一事实）：

trait AltBorrow<'a, AltBorrowed> {
    fn alt_borrow(&'a self) -> AltBorrowed;
}

trait AltToOwned<'a> {
    type AltOwned: AltBorrow<'a, Self>;
    fn alt_to_owned(&'a self) -> Self::AltOwned;
}

然后可以为标准类型实现此特征，例如Vec:

impl<'a, T> AltBorrow<'a, &'a [T]> for Vec<T> {
    fn alt_borrow(&'a self) -> &'a [T] {
        self.as_slice()
    }
}

impl<'a, T> AltToOwned<'a> for &'a [T]
    where T: Clone
{
    type AltOwned = Vec<T>;

    fn alt_to_owned(&'a self) -> Vec<T> {
        self.to_vec()
    }
}

以及有问题的Variant 枚举：

impl<'a> AltBorrow<'a, BorrowedVariant<'a>> for OwnedVariant {
    fn alt_borrow(&'a self) -> BorrowedVariant<'a> {
        match self {
            &Variant::Nothing => Variant::Nothing,
            &Variant::SomeInt(value) => Variant::SomeInt(value),
            &Variant::SomeBytes(ref value) => Variant::SomeBytes(value.alt_borrow()),
        }
    }
}

impl<'a> AltToOwned<'a> for BorrowedVariant<'a> {
    type AltOwned = OwnedVariant;

    fn alt_to_owned(&'a self) -> OwnedVariant {
        match self {
            &Variant::Nothing => Variant::Nothing,
            &Variant::SomeInt(value) => Variant::SomeInt(value),
            &Variant::SomeBytes(value) => Variant::SomeBytes(value.alt_to_owned()),
        }
    }
}

最后，问题：

我是否误用了原来的Borrow/ToOwned 概念？我应该使用其他东西来实现这一点吗？
如果不是，那么可能首选std::borrow 的当前不太通用的接口的原因是什么？

This example on Rust playpen

【问题讨论】：

标签： reference rust traits

【解决方案1】：

在#rust IRC 上获得some explanation。

来自aturon：

简短的回答是：我们需要更高种类的类型 (HKT) 才能在这里做得更好；不过以后应该可以顺利“升级”到HKT了

（这是标准库中一些地方出现的模式）

（将生命周期提升到 trait 级别是一种编码 HKT 的方式，但使用 trait 会变得更加尴尬）

来自bluss：

我喜欢你的问题。 IMO 对这种特征的生命周期还没有进行足够的探索但它现在在借用检查器中也有一个已知错误

【讨论】：