与Rust编译器的斗争- 5
让我们来谈谈dyn和impl关键字以及'static生命周期！
dyn关键字用于表示实现给定某种类型trait的对象。这就是多态性的本质——我们不需要在编译时知道具体的类型；我们只需要知道这个类型实现了这个trait。当我们调用与trait关联的方法时，它将被动态分派。由于具体对象是未知的，编译器不能直接传递它，因为它的大小是未知的。相反，它需要传递对象的指针或引用。这就是为什么dyn关键字通常与智能指针一起使用，如Box<dyn Trait>。
另一方面，impl关键字表示具体类型在编译时是已知的。这本质上是一个泛型类型，相当于C++中的模板。编译器确切地知道它是哪种类型，并可以直接传递对象。如果我们调用任何与trait相关的方法，它将被静态分派。然而，由于具体类型是固定的，我们不能在运行时用不同的对象去替换对象。
trait Weapon {
fn fire(&self);
}
struct M16Rifle;
impl Weapon for M16Rifle {
fn fire(&self) {
println!("dut dut");
}
}
struct Bazuka;
impl Weapon for Bazuka {
fn fire(&self) {
println!("Kablam!!");
}
}
struct Player {
weapon: Box<dyn Weapon>,
}
impl Player {
fn new(weapon: impl Weapon) -> Self {
Self { weapon: Box::new(weapon) }
}
fn change_weapon(&mut self, weapon: impl Weapon) {
self.weapon = Box::new(weapon);
}
fn shoot(&self) {
self.weapon.fire();
}
}
fn main() {
let mut player = Player::new(M16Rifle);
player.shoot();
player.change_weapon(Bazuka);
player.shoot();
}
error[E0310]: the parameter type `impl Weapon` may not live long enough
--> src/main.rs:25:24
|
25 | Self { weapon: Box::new(weapon) }
| ^^^^^^^^^^^^^^^^ ...so that the type `impl Weapon` will meet its required lifetime bounds
|
help: consider adding an explicit lifetime bound...
|
24 | fn new(weapon: impl Weapon + 'static) -> Self {
| +++++++++
为什么编译器要求添加'static生命周期说明符？这可能看起来很可怕，因为你不希望你的武器对象有一个“静态生命周期”。静态生命周期对象占用的内存直到程序结束时才会被释放，这可能会导致内存泄漏。
实际上，编译器不是这么说的。按照编译器的建议指定'static生命周期不会使武器突然变成静态分配的。
impl Player {
fn new(weapon: impl Weapon + 'static) -> Self {
Self { weapon: Box::new(weapon) }
}
fn change_weapon(&mut self, weapon: impl Weapon + 'static) {
self.weapon = Box::new(weapon);
}
......
}
相反，在方法签名中添加'static说明符是表示武器对象类型必须满足以下要求之一：
1，它没有与生命周期相关的变量。
2，它有一个与生命周期相关联的变量，但这个生命周期是'static。
在我们的例子中，M16Rifle和Bazuka结构体都没有任何与生命周期相关的变量，因此它们满足要求1，这些对象在超出作用域时将被正常丢弃。事实上，当你写Box<dyn Weapon>时，它隐式地添加了'static说明符 - Box<dyn Weapon 'static>。
impl<'a> CustomWeapon<'a> {
fn new(sound: &'a str) -> Self {
Self { sound }
}
}
impl<'a> Weapon for CustomWeapon<'a> {
fn fire(&self) {
println!("{}", self.sound)
}
}
fn main() {
......
player.change_weapon(CustomWeapon::new("pew pew"));
player.shoot();
}我们的第三个武器：CustomWeapon<'a>，有一个生命周期说明符'a，因为它有一个变量声音，是一个str的引用。当我们用CustomWeapon::new("pew pew")创建这个武器时，我们提供的字面值字符串有一个'static生命周期。因此，这个对象满足要求2，并且编译得很好。