如何将 Rc<RefCell<dyn io::Write>> 向下转换为具体类型？答案

【问题标题】：How to downcast Rc<RefCell<dyn io::Write>> into a concrete type?如何将 Rc<RefCell<dyn io::Write>> 向下转换为具体类型？
【发布时间】：2020-08-20 08:42:41
【问题描述】：

我想创建一个结构，它的文本输出既可以显示在控制台上，也可以存储在内部缓冲区中。如果文本被缓冲，那么我需要一个返回文本内容的方法。

为此，我使用了一个名为writer 的属性，即dyn std::io::Write（包装到Rc<RefCell<>> 中，因为我的真实代码需要它）。然后在结构构造中，我为此属性创建一个io::stdout() 实例或Vec::<u8>::new() 实例。

use std::rc::Rc;
use std::cell::RefCell;
use std::io;

struct A {
    // Rc<RefCell<>> is needed in my real code
    writer: Rc<RefCell<dyn io::Write>>,
}

impl A {
    pub fn new() -> Self {
        Self { writer: Rc::new(RefCell::new(io::stdout())) }
    }

    pub fn new_buffered() -> Self {
        Self { writer: Rc::new(RefCell::new(Vec::<u8>::new())) }
    }

    pub fn write(&self, s: &str) {
        let mut writer = self.writer.borrow_mut();
        writeln!(writer, "{}", s).unwrap();
    }

    /// Returns None if the struct is not buffered, otherwise a copy of the buffered output.
    pub fn get_buffer(&self) -> Option<String> {
        match GET_VEC_U8() { // <- Unable to implement this line
            Some(vec_u8)  => {
                Some(String::from_utf8(vec_u8.clone()).unwrap())
            },
            None => None,
        }
    }
}

fn main() {
    let a = A::new();
    a.write("foo");
    println!("Buffer: {:?}", a.get_buffer());

    let b = A::new_buffered();
    b.write("bar");
    println!("Buffer: {:?}", b.get_buffer());
}

问题

但是当作者是Vec<u8>时，我不知道如何提取文本内容（方法get_buffer()）。我该怎么做？

我的尝试

我试图将属性包装成Box：

struct A {
    writer: Rc<RefCell<Box<dyn io::Write>>>,
}

然后在上面使用Box::downcast()：

impl A {
    pub fn get_buffer(&self) -> Option<String> {
        let writer = self.writer.borrow();
        match (*writer).downcast::<Vec<u8>>() {
            Ok(vec_u8) => Some(String::from_utf8(vec_u8.clone()).unwrap()),
            Err(_) => None,
        }
    }
}

但我收到此错误：

error[E0599]: no method named `downcast` found for struct `std::boxed::Box<dyn std::io::Write>` in the current scope
  --> src/main.rs:27:25
   |
27 |         match (*writer).downcast::<Vec<u8>>() {
   |                         ^^^^^^^^ method not found in `std::boxed::Box<dyn std::io::Write>`

【问题讨论】：

Box 上的向下转换方法仅适用于 Box<dyn Any + 'static>。你在这里有一个Box<dyn Writer>，所以你不能沮丧。将其更改为 Box<dyn Writer + Any + 'static> 之类的内容无济于事，因为它与 Box<dyn Any + 'static> 的类型不同，因此您仍然无法使用 downcast() 方法。
您的选择是使用枚举而不是动态调度，或者根据Writer 使用额外的get_buffer() 方法实现自定义特征。对于Vec<u8> 和StdOut 都可以轻松实现此方法。
@SvenMarnach 是的，我已经尝试添加'static，确实还是不行。
@SvenMarnach 谢谢，您建议的自定义特征解决方案按预期工作

标签： rust dynamic-typing

【解决方案1】：

正如@SvenMarnach 在 cmets 中所写，根据io::Write 编写自定义特征可能是一种解决方案

use std::rc::Rc;
use std::cell::RefCell;
use std::io::{self, Stdout};

trait MyWrite: io::Write {
    fn get_buffer(&self) -> Option<String>;
}

impl MyWrite for Stdout {
    fn get_buffer(&self) -> Option<String> {
        None
    }
}

impl MyWrite for Vec<u8> {
    fn get_buffer(&self) -> Option<String> {
        Some(String::from_utf8(self.clone()).unwrap())
    }
}

struct A {
    // Rc<RefCell<>> is needed in my real code
    writer: Rc<RefCell<dyn MyWrite>>,
}

impl A {
    pub fn new() -> Self {
        Self { writer: Rc::new(RefCell::new(io::stdout())) }
    }

    pub fn new_buffered() -> Self {
        Self { writer: Rc::new(RefCell::new(Vec::<u8>::new())) }
    }

    pub fn write(&self, s: &str) {
        let mut writer = self.writer.borrow_mut();
        writeln!(writer, "{}", s).unwrap();
    }

    /// Returns None if the struct is not buffered, otherwise a copy of the buffered output.
    pub fn get_buffer(&self) -> Option<String> {
        let writer = self.writer.borrow();
        writer.get_buffer()
    }
}

fn main() {
    let a = A::new();
    a.write("foo");
    println!("Buffer: {:?}", a.get_buffer());

    let b = A::new_buffered();
    b.write("bar");
    println!("Buffer: {:?}", b.get_buffer());
}

【讨论】：