Trait 对象

trait 对象是实现了某一组 trait 的另一种类型的不透明值。这组 trait 由一个 dyn 兼容的基础 trait 加上任意数量的自动 trait组成。

Trait 对象实现了基础 trait、其自动 trait 以及基础 trait 的任何超 trait。

Trait 对象写作关键字 dyn 后跟一组 trait 边界，但对 trait 边界有如下限制。

不能有超过一个非自动 trait，不能有超过一个生命周期，并且不允许使用 opt-out 边界（例如 ?Sized）。此外，trait 路径可以用括号括起来。

例如，给定一个 trait Trait，以下所有都是 trait 对象：

• dyn Trait
• dyn Trait + Send
• dyn Trait + Send + Sync
• dyn Trait + 'static
• dyn Trait + Send + 'static
• dyn Trait +
• dyn 'static + Trait。
• dyn (Trait)

如果两个 trait 对象类型的基础 trait 互为别名，且自动 trait 集合相同，生命周期边界也相同，则这两个类型互为别名。例如，dyn Trait + Send + UnwindSafe 与 dyn Trait + UnwindSafe + Send 相同。

由于该值具体是哪个类型是不透明的，trait 对象是动态大小类型。与所有 DST 一样，trait 对象通过某种指针类型使用；例如 &dyn SomeTrait 或 Box<dyn SomeTrait>。指向 trait 对象的指针的每个实例包括：

• 一个指向实现了 SomeTrait 的类型 T 的实例的指针
• 一个虚方法表，通常简称为 vtable，对于 SomeTrait 及其 T 实现的超 trait 的每个方法，包含一个指向 T 的实现（即函数指针）的指针。

trait 对象的目的是允许方法的“晚期绑定“。在 trait 对象上调用方法会导致运行时的虚派发：即从 trait 对象的 vtable 中加载函数指针并间接调用。每个 vtable 条目对应的实际实现可能因对象而异。

一个 trait 对象的示例：

trait Printable {
    fn stringify(&self) -> String;
}

impl Printable for i32 {
    fn stringify(&self) -> String { self.to_string() }
}

fn print(a: Box<dyn Printable>) {
    println!("{}", a.stringify());
}

fn main() {
    print(Box::new(10) as Box<dyn Printable>);
}

在此示例中，trait Printable 在 print 的类型签名和 main 中的类型转换表达式中均以 trait 对象的形式出现。

Trait 对象生命周期边界

由于 trait 对象可以包含引用，这些引用的生命周期需要作为 trait 对象的一部分来表达。此生命周期写作 Trait + 'a。有一些默认规则允许此生命周期通常被推断为一个合理的选择。