rust - 为什么在返回 "match arms have incompatible types"的函数中出现 `impl Trait` 错误？

Question

trait Counter {
    fn count(&self) -> i32;
}

struct AddCounter {
    a: i32,
    b: i32,
}
impl Counter for AddCounter {
    fn count(&self) -> i32 {
        self.a + self.b
    }
}

struct MulCounter {
    a: i32,
    b: i32,
}
impl Counter for MulCounter {
    fn count(&self) -> i32 {
        self.a * self.b
    }
}

fn get_counter(a: i32, b: i32, op: &str) -> impl Counter {
    match op {
        "+" => AddCounter { a, b },
        "*" => MulCounter { a, b },
        _ => panic!(format!("{}{}", "未知的符号：", op)),
    }
}

fn main() {}

调用 get_counter(...) 时出现错误:

error[E0308]: match arms have incompatible types
  --> src/main.rs:26:5
   |
26 | /     match op {
27 | |         "+" => AddCounter { a, b },
28 | |         "*" => MulCounter { a, b },
   | |                ------------------- match arm with an incompatible type
29 | |         _ => panic!(format!("{}{}", "未知的符号：", op)),
30 | |     }
   | |_____^ expected struct `AddCounter`, found struct `MulCounter`
   |
   = note: expected type `AddCounter`
              found type `MulCounter`

Answer 1

将 impl Trait 表示法视为通用类型。你不能写:

fn get_counter<T>(a: i32, b: i32, op: &str) -> T {
    match op {
        "+" => AddCounter { a, b },
        "*" => MulCounter { a, b },
        _ => panic!(format!("{}{}", "未知的符号：", op)),
    }
}

因为 AddCounter 和 MulCounter 的类型不同:T 是什么？

您可以使用动态调度代替静态调度:

fn get_counter(a: i32, b: i32, op: &str) -> Box<dyn Counter> {
    match op {
        "+" => Box::new(AddCounter { a, b }),
        "*" => Box::new(MulCounter { a, b }),
        _ => panic!(format!("{}{}", "未知的符号：", op)),
    }
}

进一步说明

当您使用静态分派(dispatch)时，Rust 编译器单态化 代码:它为泛型类型的每个值生成一个新函数(更多详细信息请参见 What is monomorphisation with context to C++?)。这些返回值中的每一个都是“真正的”普通类型。在这种情况下，函数不能返回(例如)一个路径中的 String 和另一个路径中的 i32。

在dynamic dispatch的情况下，返回的不是“真实”类型，而是一个特征对象:编译器不知道真实类型；它只关心特征对象可以用作特征实现者。这就是您在这里需要的。