Rust中的静态派发与动态派发

前言

在CPP语言中，为了代码的灵活性和复用性，模板和继承中的父类指针指向子类引用的实现方式被开发者喜欢，对于Rust来说，便是泛型，特征约束和dyn关键字。他们的目的类似，只不过在特定的语言范围内使用方式不大相同。在rust泛型与特征一文中，我们讨论了Box< dyn Trait >的写法，本文做进一步的补充说明，这里关注于代码举例与细节对比

Dynamically Sized Types

一般实现了trait Sized的类型在编译期就知道他们的大小，而对于在runtime期间在可以知道他们的真实大小的类型就是DST。而对于Rust编译期来说，安全是非常重要的，每一种类型在编译期都需要知道Sized才能进入编译否则报错，不论你是变量、函数参数，还是其他的什么。那么对于本章讨论的动态派发中的特征对象，也逃不过这样的限制，开发者有两种选择，或是使用&引用，或是使用Box智能指针。

指向切片和特征对象的指针与其他的有什么区别

其最大的区别就是，指向切片的指针同时保存了切片中包含数据的数量，指向特征对象的指针，一个指向了自己的特定类型，同时保留了一个虚表指针用于指向虚表，所以这两种指针是普通指针的两倍大小，从而在runtime期间可以精准的让特定的类型调用到特定的方法(虚表已经在泛型与特征一文中有所表述，这里不再赘述)

特征约束的代码实现

trait Sound {
    fn make_sound(&self);
}

struct Cat;

impl Sound for Cat {
    fn make_sound(&self) {
        println!("Meow!");
    }
}

struct Dog;

impl Sound for Dog {
    fn make_sound(&self) {
        println!("Woof!");
    }
}

fn make_sound<Animal: Sound>(a: &Animal) {
    a.make_sound();
}

fn main() {
    let dog = Dog;
    let cat = Cat;
    make_sound(&dog);
    make_sound(&cat);
}

特征对象动态派发代码实现

trait Sound {
    fn make_sound(&self);
}

struct Cat;

impl Sound for Cat {
    fn make_sound(&self) {
        println!("Meow!");
    }
}

struct Dog;

impl Sound for Dog {
    fn make_sound(&self) {
        println!("Woof!");
    }
}

fn make_sound(animal: &dyn Sound) {
    animal.make_sound();
}

fn main() {
    let dog = Dog;
    let cat = Cat;
    make_sound(&dog);
    make_sound(&cat);
}

什么时候只能用动态派发

当方法内部需要返回不同类型的时候，如下：

fn something(xx)->impl Sound{
	if {
		return Dog;
	}else{
		return Cat;
	}
}

这样的是不成立的，大多数文章会写因为类型需要在编译期确定，这看起来似乎是解释了原因，那么在这里多问一句，这怎么就不是编译期确定的类型呢？因为返回值类型有两个，编译器无法像函数调用一样，通过参数的不同（Dog or Cat），从而在编译期间确定参数类型是什么，而使用特征约束的，只能确定一个类型，要么Dog要么Cat，都有的话，编译期会认为一个值有两种类型从而报错。

正确的使用方法如下：

fn something(xx)->Box<dyn Sound>{
	if {
		return Box::from(Dog);
	}else{
		return Box::from(Cat);
	}
}