提问人：Adnan 提问时间：6/7/2023 更新时间：6/7/2023 访问量：65
有没有办法用泛型函数实现特征对象？
Is there a way to implement trait objects with generic functions?
问：
基本上，我正在尝试实现访问者编码范式，其中 Expr 特征需要通过二进制结构实现。我想使用 Expr 作为特征对象。任何想要与 Expr 交互的实体都需要实现 Visitors 特征。访客 trait 也应该是一个具有泛型函数的 trait 对象，以便 trait 内部的不同函数可以支持不同的类型。但这会使 Expr 和 Visitors 不是特征对象安全的。有没有办法实现我想要实现的目标？
use crate::token_type::Token;
pub trait Expr {
fn accept<T>(&self, visitor: &dyn Visitor) -> T;
}
pub trait Visitor {
fn visit_binary_expr<T>(&self, expr: Binary) -> T;
}
impl Expr for Binary {
fn accept<T>(self, visitor: &dyn Visitor) -> T {
visitor.visit_binary_expr(self)
}
}
pub struct Binary {
left: Box<dyn Expr>,
operator: Token,
right: Box<dyn Expr>,
}
impl Binary {
fn new(left: Box<dyn Expr>, operator: Token, right: Box<dyn Expr>) -> Self {
Self {
left,
operator,
right,
}
}
}
struct ASTPrinter {}
impl ASTPrinter {
fn print(&self, expr: Box<dyn Expr>) -> &str {
expr.accept(self)
}
}
impl Visitor for ASTPrinter {
fn visit_binary_expr(&self, expr: Binary) -> &str {
"binary"
}
}
答：
3赞
Chayim Friedman
6/7/2023
#1
首先，重新考虑你是否真的想要特征对象而不是枚举。枚举是对一组封闭类型（如表达式）进行建模的更好方法。
如果您坚持使用特征对象，请重新考虑您的访问者是否真的需要能够返回某些东西。-回头客实施起来非常简单：()
pub trait Expr {
fn accept(&self, visitor: &mut dyn Visitor);
}
pub trait Visitor {
fn visit_binary_expr(&mut self, expr: &Binary);
}
impl Expr for Binary {
fn accept(&self, visitor: &mut dyn Visitor) {
visitor.visit_binary_expr(self);
}
}
现在，如果你真的需要特征对象，并且你真的需要返回值，那么你需要一些样板。
这个想法是有一个结果类型擦除的访问者，它包装一个通用访问者，但总是返回，并将内部访问者的结果保留在一个字段中。然后，我们有一个 takes （即返回的访问者 ）和一个使用 and 接受任何访问者并返回其结果的包装器：()accept_impl()&mut dyn Visitor<Result = ()>()accept()accept_impl()ErasedVisitor
pub trait Visitor {
type Result;
fn visit_binary_expr(&mut self, expr: &Binary) -> Self::Result;
}
struct ErasedVisitor<'a, V: Visitor> {
visitor: &'a mut V,
result: Option<V::Result>,
}
impl<V: Visitor> Visitor for ErasedVisitor<'_, V> {
type Result = ();
fn visit_binary_expr(&mut self, expr: &Binary) {
self.result = Some(self.visitor.visit_binary_expr(expr));
}
}
pub trait Expr {
fn accept_impl(&self, visitor: &mut dyn Visitor<Result = ()>);
}
pub trait ExprExt: Expr {
fn accept<V: Visitor>(&self, visitor: &mut V) -> V::Result {
let mut visitor = ErasedVisitor {
visitor,
result: None,
};
self.accept_impl(&mut visitor);
visitor.result.unwrap()
}
}
impl<E: Expr + ?Sized> ExprExt for E {}
然后使用它就像：
struct ASTPrinter {}
impl ASTPrinter {
fn print(&mut self, expr: &dyn Expr) -> &'static str {
expr.accept(self)
}
}
impl Visitor for ASTPrinter {
type Result = &'static str;
fn visit_binary_expr(&mut self, expr: &Binary) -> &'static str {
"binary"
}
}
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