Rust的运行时多态

Rust的运行时多态

Rust的静态多态即编译时多态，通过**泛型+特征约束（Generic Type + Trait Constrait）**来实现；

那么动态多态（运行时多态）呢？答案是特征对象（Trait Object）。

特征对象不是一个实例，而是一个结构体类型。

语法是dyn TraitName，编译时指示某个对象是实现TraitName的类型，其具体类型未知。

分析

程序运行时，要调用一个特征方法，需要两个要素：

• 对象实例（对象类型未知，因此其编译期大小未知）
• 特征的方法表

所以特征对象结构体必须获知以上两个要素。

发生运行时多态时，在编译阶段编译器无法辨别对象实例的类型，因此对象实例要素的大小无法获知，进而特征对象（Trait Object）的大小在编译阶段无法被确定，这决定了Trait Object只能存放在堆上，通过引用或智能指针来访问。

指向特征对象的引用或智能指针，包含了两个指针成员，在程序运行时，ptr1在指向对象实例，ptr2指向该对象类型的Trait Method实现。

典型用例

#[derive(Debug)]
struct Journal {author: String,year: u16,from: String,
}
#[derive(Debug)]
struct Conference {author: String,year: u16,country: String,
}trait Summary {fn summary(&self) -> String;
}impl std::fmt::Debug for dyn Summary {fn fmt(&self, f: &mut std::fmt::Formatter) -> std::fmt::Result {write!(f, "{}", self.summary())}
}impl Summary for Journal {fn summary(&self) -> String {format!("{}\t{}\t{}", self.author, self.year, self.from)}
}
impl Summary for Conference {fn summary(&self) -> String {format!("{}\t{}\t{}", self.author, self.year, self.country)}
}// can't defer concrete type in compile stage, trait constrain can't used here
// fn init_default(_type: &str) -> impl Summary {
//     if _type == "journal" {
//         Journal {
//             author: "hjd".to_owned(),
//             year: 2018,
//             from: "Nature".to_owned(),
//         }
//     } else {
//         Conference {
//             author: "hjd".to_owned(),
//             year: 2018,
//             country: "China".to_owned(),
//         }
//     }
// }// 只能使用特征对象进行动态分发，因为返回类型编译期无法推理获知
fn init_default(_type: &str) -> Box<dyn Summary> {if _type == "journal" {Box::new(Journal {author: "hjd".to_owned(),year: 2018,from: "Nature".to_owned(),})} else {Box::new(Conference {author: "hjd".to_owned(),year: 2018,country: "China".to_owned(),})}
}fn main() {let p1 = init_default("journal");let p2 = init_default("conference");let p3 = init_default("journal");let p4 = init_default("conference");let p_list = vec![p1, p2, p3, p4];// dyn Summary是一个特征对象类型，它忘记了自己之前的具体类型，只能调用Summary特征中的方法for p in p_list.iter() {println!("{:?}", p);}
}