rust - Deref struct to tuple 需要移动

Question

我在 Rust 中编写一个 Vector 类只是为了好玩，我认为能够为它实现 Deref 会很好，就像访问元组引用一样访问它。例如，Vec2<f32>可以取消引用为 &(f32, f32) .我想到了这个:

pub struct Vec2<T> {
    pub x: T,
    pub y: T
}

impl<T> Deref for Vec2<T> {
    type Target = (T, T);

    fn deref(&self) -> &(T, T) {
        &(self.x, self.y)
    }
}

但是，由于编译器想要创建元组然后引用它，它会尝试移出结构。如果我使用 type Target = (&T, &T)然后返回 &(&T, &T)我必须使用明确的生命周期说明符，但我没有，因为我无法访问 self 生命周期。

现在我的问题是:有没有办法在不复制值的情况下做到这一点？由于我经常使用小型类型，因此我可能不会真正使用 Deref，但我想 DerefMut 可能会变得有用。

Answer 1

总结

现在，没有办法做到这一点!至少在不使用 unsafe 的情况下不行! .

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为什么？

考虑返回类型 -> &Foo .这意味着该函数返回对 Foo 的引用已经住在某个地方。特别是，如果你有 fn deref(&self) -> &Foo这意味着 Foo至少活到self ，因为生命周期省略开始并将其转换为 fn deref<'a>(&'a self) -> &'a Foo .

现在，(T, T)是一种类似于 Foo 的类型.所以fn deref(&self) -> &(T, T)意味着您返回对 T 的元组的引用它已经住在某个地方。但是没有这样的元组!您可以在函数中创建一个元组，但这不会存在足够长的时间。同样，如果你说 -> &(&T, &T)您说您返回了对已经存在于某处的元组(对 T 的引用)的引用。但同样:你没有一个已经存在于某处的元组。

所以特征 Deref要求您返回对已经与 self 中的内容完全相同的内容的引用.所以有了这个，就不可能做你想做的事。

不安全

您可以使用不安全函数 mem::transmute() .毕竟，像您这样的结构和元组应该具有完全相同的内存布局，对吧？

是也不是。两种内存布局可能是相同的，但 Rust 不保证! Rust 可以自由地重新排序字段和添加填充字节。虽然我怀疑结构、元组结构和元组的内存布局完全相同，但我找不到相关资料。因此，如果规范中没有这些信息，转换在技术上是不安全的。

future

在未来，HKT 或更确切地说是通用关联类型可以解决这个问题。也就是说，它们不会直接解决您的问题，而是使用 GAT，如 this RFC 中定义的那样。 ，可以重新定义 Deref特征。即:

trait Deref {
    type Target<'a>;
    fn deref(&self) -> Self::Target<'a>;
}

现在我们被迫将生命周期放在“最外层”。有了这个，我们可以让类型实现 Deref决定。在那种情况下你可以写:

impl<T> Deref for Vec2<T> {
    type Target<'a> = (&'a T, &'a T);

    fn deref(&self) -> Self::Target {
        (&self.x, &self.y)
    }
}

这样生命周期就“在里面”了。

但是 GAT 甚至还没有实现，所以还需要一些时间。此外，尚不清楚标准库何时/如何/是否以向后不兼容的方式更改，这将允许更改 Deref .