impl Trait

impl Trait 提供了指定实现了特定 trait 的未命名但具体类型的方式。它可以出现在两类位置：参数位置（可以充当函数的匿名类型参数）和返回位置（可以充当抽象返回类型）。

#![allow(unused)]
fn main() {
trait Trait {}
impl Trait for () {}

// 参数位置：匿名类型参数
fn foo(arg: impl Trait) {
}

// 返回位置：抽象返回类型
fn bar() -> impl Trait {
}
}

匿名类型参数

函数可以使用 impl 后跟一组 trait 边界来声明参数具有匿名类型。调用者必须提供一个满足匿名类型参数所声明边界的类型，函数也只能使用通过匿名类型参数的 trait 边界可用的方法。

例如，以下两种形式几乎是等价的：

#![allow(unused)]
fn main() {
trait Trait {}

// 泛型类型参数
fn with_generic_type<T: Trait>(arg: T) {
}

// 参数位置的 impl Trait
fn with_impl_trait(arg: impl Trait) {
}
}

也就是说，参数位置的 impl Trait 是类似 <T: Trait> 的泛型类型参数的语法糖，不同之处在于该类型是匿名的，并且不出现在 GenericParams 列表中。

抽象返回类型

函数可以使用 impl Trait 返回一个抽象返回类型。这些类型代表另一个具体类型，调用者只能使用指定的 Trait 所声明的方法。

函数的每个可能返回值必须解析为相同的具体类型。

返回位置的 impl Trait 允许函数返回未装箱的抽象类型。这对闭包和迭代器特别有用。例如，闭包具有唯一的、不可写入的类型。以前，从函数返回闭包的唯一方式是使用 trait 对象：

#![allow(unused)]
fn main() {
fn returns_closure() -> Box<dyn Fn(i32) -> i32> {
    Box::new(|x| x + 1)
}
}

这可能因堆分配和动态分发带来性能损失。以前无法完全指定闭包的类型，只能使用 Fn trait。这意味着 trait 对象是必需的。然而，使用 impl Trait，可以更简单地编写：

#![allow(unused)]
fn main() {
fn returns_closure() -> impl Fn(i32) -> i32 {
    |x| x + 1
}
}

这也避免了使用装箱 trait 对象的缺点。

类似地，迭代器的具体类型可能变得非常复杂，包含了链中所有先前迭代器的类型。返回 impl Iterator 意味着函数仅将 Iterator trait 暴露为其返回类型的边界，而不是显式指定所有涉及到的其他迭代器类型。

trait 和 trait 实现中的返回位置 impl Trait

trait 中的函数也可以使用 impl Trait 作为匿名关联类型的语法。

trait 的关联函数返回类型中的每个 impl Trait 都被脱糖为一个匿名关联类型。实现函数签名中出现的返回类型用于确定该关联类型的值。

捕获

每个返回位置 impl Trait 抽象类型背后都隐藏着某个具体类型。为了让这个具体类型使用泛型参数，该泛型参数必须被抽象类型捕获。

自动捕获

返回位置 impl Trait 抽象类型自动捕获所有作用域内泛型参数，包括泛型类型、const 和生命周期参数（包括高阶参数）。

精确捕获

返回位置 impl Trait 抽象类型所捕获的泛型参数集合可以通过 use<..> 边界显式控制。如果存在，则只有在 use<..> 边界中列出的泛型参数才会被捕获。例如：

#![allow(unused)]
fn main() {
fn capture<'a, 'b, T>(x: &'a (), y: T) -> impl Sized + use<'a, T> {
  //                                      ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  //                                     仅捕获 `'a` 和 `T`。
  (x, y)
}
}

目前，边界列表中只能出现一个 use<..> 边界，所有作用域内的类型和 const 泛型参数都必须被包含，并且出现在抽象类型其他边界中的所有生命周期参数都必须被包含。

在 use<..> 边界内，出现的任何生命周期参数必须位于所有类型和 const 泛型参数之前，如果被省略的生命周期（'_）本来可以在 impl Trait 返回类型中出现，则它也可以出现。

由于所有作用域内类型参数必须按名称包含，use<..> 边界不能用于使用参数位置 impl Trait 的项签名中，因为这些项的作用域中有匿名类型参数。

在 trait 定义的关联函数中出现的任何 use<..> 边界都必须包含该 trait 的所有泛型参数，包括 trait 的隐式 Self 泛型类型参数。

泛型与返回位置 impl Trait 的区别

在参数位置，impl Trait 在语义上与泛型类型参数非常相似。然而，在返回位置上两者有显著区别。使用 impl Trait 时，与泛型类型参数不同，是函数选择返回类型，调用者不能选择返回类型。

以下函数：

#![allow(unused)]
fn main() {
trait Trait {}
fn foo<T: Trait>() -> T {
    // ...
panic!()
}
}

允许调用者决定返回类型 T，函数返回该类型。

以下函数：

#![allow(unused)]
fn main() {
trait Trait {}
impl Trait for () {}
fn foo() -> impl Trait {
    // ...
}
}

不允许调用者决定返回类型。相反，函数选择返回类型，但只承诺它将实现 Trait。

限制

impl Trait 只能作为非 extern 函数的参数或返回类型出现。它不能是 let 绑定的类型、字段类型，也不能出现在类型别名中。