通常如何创建一个 Box<dyn Trait> 或一个装箱的未调整大小的值？

Question

我有以下代码

extern crate rand;
use rand::Rng;

pub struct Randomizer {
    rand: Box<Rng>,
}

impl Randomizer {
    fn new() -> Self {
        let mut r = Box::new(rand::thread_rng()); // works
        let mut cr = Randomizer { rand: r };
        cr
    }

    fn with_rng(rng: &Rng) -> Self {
        let mut r = Box::new(*rng); // doesn't work
        let mut cr = Randomizer { rand: r };
        cr
    }
}

fn main() {}

它抱怨

error[E0277]: the trait bound `rand::Rng: std::marker::Sized` is not satisfied
  --> src/main.rs:16:21
   |
16 |         let mut r = Box::new(*rng);
   |                     ^^^^^^^^ `rand::Rng` does not have a constant size known at compile-time
   |
   = help: the trait `std::marker::Sized` is not implemented for `rand::Rng`
   = note: required by `<std::boxed::Box<T>>::new`

我不明白为什么在 Rng 上需要 Sized 而 Box<T> 不强加于 T。

Answer 1

问题其实很简单：你有一个特征对象，关于这个特征对象你只知道两件事：

它的可用方法列表
指向其数据的指针

当您请求将此对象移动到不同的内存位置（在堆上）时，您会丢失一个关键信息：它的大小.

你怎么知道应该保留多少内存？要移动多少位？

当对象是 Sized 时，此信息在编译时已知，因此编译器 "injects" 会为您提供。然而，在特征对象的情况下，此信息是未知的（不幸的是），因此这是不可能的。

提供此信息并提供多态 move/clone 会非常有用，但这还不存在，我不记得到目前为止有任何建议，我也不知道是什么成本将是（在维护、运行时间惩罚等方面）。

Answer 2

关于 Sized 特征和界限的更多信息 - 这是一个相当特殊的特征，即 implicitly added to every function, which is why you don't see it listed in the prototype for Box::new:

fn new(x: T) -> Box<T>

请注意，它需要 x 按值（或移动），因此您需要知道它有多大才能调用该函数。

相比之下，Box类型本身不需要需要Sized；它使用（再次特殊的）特征边界 ?Sized，这意味着 "opt out of the default Sized bound":

pub struct Box<T> where T: ?Sized(_);

如果仔细查看，有一种方法可以创建 Box 类型未调整的类型：

impl<T> Box<T> where T: ?Sized
....
    unsafe fn from_raw(raw: *mut T) -> Box<T>

因此，您可以从不安全代码创建一个原始指针。从此一切正常。

Answer 3

我也想post这个答案，处理这种情况的一种方法是

fn with_rng<TRand: Rng>(rng: &TRand) -> Self {
    let r = Box::new(*rng);
    Randomizer { rand: r }
}

Rust 的单态性将创建 with_rng 的必要实现，用具体大小的类型替换 TRand。此外，您可以添加一个特征界限，要求 TRand 为 Sized.

通常如何创建一个 Box<dyn Trait> 或一个装箱的未调整大小的值？

How do you create a Box<dyn Trait>, or a boxed unsized value in general?

rust

trait-objects