如何将 BSON 反序列化为通用对象？

Question

我正在使用 Serde 将 BSON 对象反序列化为 Rust 结构实例。我可以将对象反序列化为具体的结构实例，但我如何才能一般地反序列化？

我在 MongoDB 中有“国家”和“城市”集合。在 Rust 程序中，我有一个 Country 和 City 的结构。当我从 Mongo 中提取一个国家或城市时，我可以使用 Serde 将其反序列化为 Country 或 City 结构。请参阅下面main() 中的第二行。

我想将 BSON 对象反序列化为通用 Location 对象。根据我在 Rust 书中读到的关于泛型的内容，我创建了一个特征 LocationTrait 并为 Country 和 City 实现了它。 （参见main() 中的第 3 行）。它无法编译，说 dyn LocationTrait 类型的值的大小在编译时是未知的。

#[derive(Serialize, Deserialize)]
pub struct Country {
    pub name: String,
}

#[derive(Serialize, Deserialize)]
pub struct City {
    pub name: String,
}

pub trait LocationTrait {}
impl LocationTrait for Country {}
impl LocationTrait for City {}

fn main() {
    let item = mongo_coll
        .find_one(Some(doc! {"name": "usa"}), None)
        .unwrap()
        .unwrap();
    let country: Country = bson::from_bson(bson::Bson::Document(item)).unwrap();
    // fails -> let gen_location: LocationTrait = bson::from_bson(bson::Bson::Document(item)).unwrap();
}

最后，我想创建一个代表Country 或City 的通用对象。但是，我不确定起点——我需要专注于一个 trait 还是需要创建一个新的 trait-bound struct？

Answer 1

有两个问题阻止您的代码编译。

你看到的第一个错误：the size for values of type dyn LocationTrait cannot be known at compilation time，是因为bson::from_bson需要按值返回反序列化的结果。编译器需要知道它需要在调用堆栈中分配多少空间才能返回它。

不过，trait 是描述行为而非数据的抽象，因此可以为 u8（单个字节）或更大的结构实现。

为了能够返回这样的值，您需要将其装箱（参见Trait Objects）。

第二个问题是返回值必须实现Deserialize trait（而不是LocationTrait）

解决这些问题：

最简单的方法是使用枚举而不是特征：

#[derive(Serialize, Deserialize)]
#[serde(tag = "type")]
pub enum Location {
    Country(Country),
    City(City)
}

这适用于{"type" = "Country", name="usa"} 等文档。 更多选项请查看the Serde doc。

如果您真的想使用特征（例如，能够在此模块之外定义类型），您将需要盒装特征和自定义结构：

// The same trait as defined earlier
pub trait LocationTrait {}
impl LocationTrait for Country {}
impl LocationTrait for City {}

// A custom struct on which you can implement the deserialize trait
// Needed as both Deserialize and Box are defined outside this crate.
struct DynLocation(Box<dyn LocationTrait>);

impl<'de> Deserialize<'de> for DynLocation {
    fn deserialize<D>(_deserializer: D) -> Result<Self, D::Error>
    where
        D: Deserializer<'de>,
    {
        // Tricky part ommited here:
        // You will need to partially deserialize you object
        // in order to get a first discriminant before instanciating
        // and deserializing the proper type.
        unimplemented!()
    }
}

// The public method to hide the DynLocation wrapper
pub fn deserialize(item: &str) -> Box<dyn LocationTrait> {
    let location: DynLocation = serde_json::from_str(item).expect("invalid json");
    location.0
}

可以在How can deserialization of polymorphic trait objects be added in Rust if at all? 中找到围绕同一主题的一些讨论。