rust - 为什么 `Self` 在编译时需要一个常量大小来调用自由函数，而等效的特征函数却不需要？

Question

这两个函数，一个 trait 和一个 free，看起来很相似，但是允许调用其中一个(trait 函数)而调用另一个则不允许:

trait A {
    fn foo(&self) {
        bar(self);    // 1. Error: `Self` does not have a constant size known at compile-time
        A::bar(self); // 2. This works
    }

    fn bar(&self) {}
}

fn bar(_a: &A) {}

( Playground link for above )

我本以为在这两种情况下，我都是通过一个在编译时已知大小 的指针进行访问，那么这种行为有什么区别和解释？

(Rust 1.19 稳定版)

Answer 1

因为两者想要的东西完全不同。

A::foo中self的类型是&Self，不是 &A。也就是说，它是指向实现类型的指针，而不是指向特征对象的指针。调用 A::bar 很好，因为它只是传递所述指针，不需要额外的工作。

调用 ::bar 是一个完全不同的海洋生物 cooking 容器。

问题归结为编译器如何表示事物。让我们首先考虑 Self 是 Sized 类型的情况，例如 i32。这意味着 self 是一个 &i32。回想一下，&A 是一个特征对象，因此有效地具有以下布局:

struct ATraitObject {
    ptr: *const (),
    vtable: *const AVtable,
}

ATraitObject.ptr 需要指向实际值本身，ATraitObject.vtable 需要指向该类型的特征实现。编译器可以用 ptr 作为现有的 self 指针来填充它，并且 vtable 填充指向 impl A 的任何地方的指针for i32 vtable 存在于内存中。这样，它就可以调用 ::bar。

现在考虑 Self 不是 Sized 的情况，比如 str。这意味着 self 是一个“胖”指针，包含两个指针的信息值(value):指向基础数据的指针 和 字符串的长度。当编译器创建ATraitObject时，它可以将ptr设置为self.as_ptr()，并且可以设置vtable...但是它没有地方可以存储字符串的长度!

所有非Sized 类型都有这个问题，因为它们的指针中都有额外的信息。顺便说一句，这包括特征对象，如&A，这意味着你也不能将特征对象变成另一个特征对象，因为你现在需要两个虚表。

这就是问题所在:编译器根本没有办法将 &Self where Self: !Sized 转换为 &A。 self 中包含的信息太多，而 &A 中没有足够的空间来存储它。

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要获得要编译的方法，请将 where Self: Sized 子句添加到方法定义中。这向编译器保证该方法永远不会在非 Sized 类型上调用，因此可以自由地假设从 &Self 到 &A 的转换> 总是可能的。