为什么我不能将具有扩展特征的 Box 投射到具有基本特征的 Box？

Question

给定代码

trait Base { }

trait Derived : Base { }

struct Foo { }

impl Base for Foo { }

impl Derived for Foo { }

fn main()
{
    let b : Box<Derived> = Box::new( Foo { } );
    let a : Box<Base> = b;
}

当我确定您知道我进行编译时，我收到以下错误消息：

error[E0308]: mismatched types
  --> src/main.rs:14:25
   |
14 |     let a : Box<Base> = b;
   |                         ^ expected trait `Base`, found trait `Derived`
   |
   = note: expected type `std::boxed::Box<Base>`
              found type `std::boxed::Box<Derived>`

为什么不允许我这样做？如果一个 Box 包含一个 Dervied，则保证它也包含一个 Base。有什么办法吗？如果不是，例如存储具有相同基本特征的不同特征的向量的常用方法是什么？

Answer 1

简短的回答是因为 .

长答案是因为 &Base 特征对象和 &Derived 特征对象不是一回事。 vtables 是不同的，因为 Derived 和 Base 是不同的特征。 Derived 的 vtable 将包括 Dervied 的所有方法以及 Base 的所有方法，而 &Base 的 vtable 将仅包括 Base'方法。

现在，显然，Base 的方法是在 &Derived 的 vtable 中。所以也许你可以做一些聪明的事情并获得你想要的行为：

如果 Base 的方法在 &Derived 的 vtable 中排在第一位，那么您可以将 &Derived 转换为 &Base 并且那行得通。但是，&Derived 和 &Base vtables 有不同的长度，这样做会切断 &Base 结束后的所有内容。因此，如果您尝试调用属于 Derived、you'll invoke undefined behavior 的对象的方法。
你可以运行一些神奇的代码来分析 &Base 和 &Derived 的定义，并能够为 &Base 构造一个 vtable来自 &Derived。这将需要在运行时提供有关这些类型及其布局的其他信息。除了额外的内存使用外，这还会产生 non-zero 性能成本。 Rust 的基本原则之一是 "zero cost abstractions"，这通常意味着潜在的昂贵操作是显式的而不是隐式的（如果 let a: Box<Base> = b; 这样做，通常会被认为过于隐式）。

很难笼统地说什么是更好的模式。如果您正在为 closed-set 项建模，枚举通常是更好的方法：

enum Animal {
  Dog { name: String, age: u8 },
  Cat { name: String, age: u8, sleeping: bool },
  Fish { name: String, age: u8, in_ocean: bool },
}

如果您想做一些更复杂的事情，Entity Component Systems like specs 可以比简单的枚举给您更多的灵活性。

为什么我不能将具有扩展特征的 Box 投射到具有基本特征的 Box？

Why can't I cast a Box with an extended trait to a Box with the base trait?

polymorphism

casting

traits

rust