rust - 闭包参数上未使用的类型参数

Question

这有效:

struct Foo<T, F>
where
    F: Fn() -> Option<T>,
{
    f: F,
}

但这给了我编译错误:

struct Bar<I, T, F>
where
    F: Fn(I) -> Option<T>,
{
    f: F,
}

error[E0392]: parameter `I` is never used
 --> src/lib.rs:1:12
  |
1 | struct Bar<I, T, F>
  |            ^ unused parameter
  |
  = help: consider removing `I`, referring to it in a field, or using a marker such as `std::marker::PhantomData`

error[E0392]: parameter `T` is never used
 --> src/lib.rs:1:15
  |
1 | struct Bar<I, T, F>
  |               ^ unused parameter
  |
  = help: consider removing `T`, referring to it in a field, or using a marker such as `std::marker::PhantomData`

为什么在闭包的返回类型中使用类型参数，但在其参数中不使用类型参数？

我可以通过将闭包存储为特征对象来解决它:

struct Bar<I, T> {
    f: Box<Fn(I) -> Option<T>>,
}

但我想尽可能避免这种情况。

Answer 1

作为@VladimirMatveev says，闭包的返回类型是关联的类型。

关联的类型与类型参数不同，因为关联的值是在实现特征时确定的，而不是在调用中使用它时确定的。
在Fn(I) -> Option<T>中，一旦有了输入(类型I)和实现(您要传递的闭包中定义的特定操作)，就确定了Option<T>输出。

不过，对于I来说却有所不同。您需要在结构中使用该类型，或者通过PhantomData字段向编译器展示其在理论上的使用方式。

use std::marker::PhantomData;

struct Bar<I, T, F>
where
    F: Fn(I) -> Option<T>,
{
    f: F,
    _marker: PhantomData<I>,
}

PhantomData仅用于检查类型，但会在生成的代码中删除，因此它不会在结构中占用任何内存(这就是为什么它是幻像的原因)。

在RFC 738 on variance中详细说明了需要它的原因。我会在这里尝试为您提供一个简短(希望是正确的)版本。

在Rust中，您可以在大多数情况下(但并非总是如此!)使用更长的生命周期，而预期生命周期会更短。

fn foo<'short, 'long>(_a: &'short i32, b: &'long i32)
where
    'long: 'short,
{
    let _shortened: &'short i32 = b; // we're binding b to a shorter lifetime
}

fn foo2<'short, 'long>(_a: &'short i32, b: &'long Cell<&'long i32>)
where
    'long: 'short,
{
    let _shortened: &Cell<&'short i32> = b;
}

(playground)

RFC解释了为什么Cell期望生命周期完全相同(而不是更长)，但是现在我建议您只相信编译器，允许foo2进行编译是不安全的。

现在假装你有一个

struct Foo<T> { t: T }

该T可以是任何东西，包括保存引用的类型。
特别地，T可以是类似于& i32的类型，也可以是诸如&Cell<&i32>的类型。
与上面的foo函数一样，Rust可以通过检查T(playground)的类型来推断是否可以允许我们分配较短的生存期。

但是，当您有未使用的类型参数时，推断没有任何字段可检查以了解其应如何允许该类型具有生存期。

如果你有

struct Foo<T>; // unused type parameter!

Rust要求您使用PhantomType进行指定，如果您希望自己的T表现得像& i32或Cell一样。你会这样写:

struct Foo<T> {
    marker: PhantomData<T>, // this is what you usually want
                            // unless you're working with unsafe code and
                            // raw pointers
}

或者你可以写:

struct Foo<T> {
    marker: PhantomData<Cell<T>>
}