我可以使用特征对象进行类型自省然后向下转换吗？答案

【问题标题】：Can I do type introspection with trait objects and then downcast it?我可以使用特征对象进行类型自省然后向下转换吗？
【发布时间】：2015-01-11 21:35:00
【问题描述】：

我有一个 Trait 的集合，一个迭代它并执行某些操作的函数，然后我想检查实现器类型，如果它是 Foo 类型，然后向下转换它并调用一些 Foo 方法。

基本上，类似于 Go 的 type-switch 和 interface conversion。

四处搜索我发现了Any trait，但它只能在'static 类型上实现。

为了帮助展示我想要的东西：

let vec: Vec<Box<Trait>> = //

for e in vec.iter() {
    e.trait_method();

    // if typeof e == Foo {
    // let f = e as Foo;
    // f.foo_method();
    //}
}

【问题讨论】：

您确定需要向下转换（应尽可能避免）？如果你控制Trait 或Foo，你很可能会避免它。
这似乎是 Enums 的场景。
@goertzenator 你能举个例子吗？我面临着几乎同样的问题，不明白如何正确使用枚举来解决这个问题。提前致谢

标签： rust

【解决方案1】：

正如您所注意到的，向下转换仅适用于 Any 特征，是的，它仅支持 'static 数据。您可以找到最近关于为什么会如此的讨论 here。基本上，为任意生命周期的引用实现反射是很困难的。

也不可能（至少到目前为止）将Any 与您的自定义特征轻松结合起来。但是，最近创建了一个 macro library 用于自动实现您的 trait 的 Any。你也可以在here找到一些讨论。

【讨论】：

【解决方案2】：

这不是 Rust 特有的问题，尽管词汇表可能有点不同。解决此类问题的理想方法，不仅仅是使用 Rust 中的特征，而是使用任何语言，是将所需的行为（在您的示例中为 foo_method）添加到抽象接口（@987654323@）：

trait Trait {
    fn trait_method(&self);
    fn foo_method(&self) {} // does nothing by default
}

struct Foo;

impl Trait for Foo {
    fn trait_method(&self) {
        println!("In trait_method of Foo");
    }

    fn foo_method(&self) {
        // override default behavior
        println!("In foo_method");
    }
}

struct Bar;

impl Trait for Bar {
    fn trait_method(&self) {
        println!("In trait_method of Bar");
    }
}

fn main() {
    let vec: Vec<Box<dyn Trait>> = vec![Box::new(Foo), Box::new(Bar)];

    for e in &vec {
        e.trait_method();
        e.foo_method();
    }
}

在这个例子中，我在Trait 中放置了foo_method 的默认实现，它什么都不做，因此您不必在每个impl 中定义它，而只需在它适用的那个（S）中定义它.您应该真的尝试在向下转换为具体类型之前完成上述工作，这具有严重的缺点，几乎完全消除了首先具有特征对象的优点。

也就是说，在某些情况下可能需要向下转换，Rust 确实支持它——尽管接口有点笨拙。您可以通过向&Any 添加中间向上转换来将&Trait 向下转换为&Foo：

use std::any::Any;

trait Trait {
    fn as_any(&self) -> &dyn Any;
}

struct Foo;

impl Trait for Foo {
    fn as_any(&self) -> &dyn Any {
        self
    }
}

fn downcast<T: Trait + 'static>(this: &dyn Trait) -> Option<&T> {
    this.as_any().downcast_ref()
}

as_any 必须是Trait 中的一个方法，因为它需要访问具体类型。现在你可以尝试像这样 (complete playground example) 对 Trait 特征对象调用 Foo 方法：

if let Some(r) = downcast::<Foo>(&**e) {
    r.foo_method();
}

要完成这项工作，您必须指定您期望的类型 (::<Foo>) 并使用 if let 来处理当引用的对象不是 Foo 的实例时发生的情况。除非您确切知道 what 它是具体类型，否则您不能将 trait 对象向下转换为具体类型。

如果您需要知道具体类型，那么 trait 对象几乎是无用的！您可能应该改用enum，这样如果您忽略在某处处理变体，您将得到编译时错误。此外，您不能将Any 与非'static 结构一起使用，因此如果任何Foo 可能需要包含引用，则此设计是死路一条。如果可以的话，最好的解决方案是将foo_method 添加到特征本身。

【讨论】：