rust - 如何在 Rust 中定义递归特征？

Question

首先，我知道我可以使用 Box如果我想定义一个递归结构。例如，

struct LinkNode {
    next: Option<Box<LinkNode>>
}

impl LinkNode{
    fn get_next(&self) -> Option<Box<LinkNode>>{
        None
    }
    fn append_next(&mut self, next: LinkNode) -> Self{
        self
    }
}

但是 如何通过模板或特征对象在这些结构上创建特征 ?
由于 fn append_next(...) -> Self的存在，我不能像这样直接创建一个特征对象:

pub trait Linkable {
    fn get_next(&self) -> Option<Box<dyn Linkable>>; 
    fn append_next(&mut self, next: impl Linkable) -> Self;
}

我们无法返回 Option<Box<impl Linkable>>或 impl Linkable为 fn get_next(&self) .
然后我通过通用模板尝试了以下实现，但它不起作用。
因为我需要分配 T的类型在构造新的 LinkNode 时递归.

pub trait Linkable<T:Linkable<T> + Clone> : Clone {
    fn get_next(&self) -> Option<Box<T>>;
    fn append_next(&mut self, next: T) -> Self;
}

我最终以这种方式实现了它，通过创建其他特性来提供帮助。它运作良好。再次......还有其他更好的方法吗？

pub trait Linkable: LinkClone{
    fn get_next(&self) -> Option<Box<dyn Linkable>>;
}

pub trait LinkAppend {
    fn append_next(&mut self, next: Box<dyn Linkable>) -> Box<dyn Linkable>;
}
pub trait LinkClone{
    fn clone_box(&self) -> Box<dyn Linkable>;
}

impl<T> LinkClonefor T
where
    T: 'static + Linkable+ LinkAppend + Clone,
{
    fn clone_box(&self) -> Box<dyn Linkable> {
        Box::new(self.clone())
    }
}

impl Clone for Box<dyn Linkable> {
    fn clone(&self) -> Box<dyn Linkable> {
        self.clone_box()
    }
}

顺便说一句，在上述探索过程中，我还有一些其他问题:为什么 Rust 禁止 impl Linkable糖，如 Box<impl Linkale> ?以及为什么返回 impl Linkable在一个特性中被禁止？

更新 在易卜拉欣的回答之后:
除了来自 Ibraheem 的关联类型实现，这样工作也很好。核心思想是避免特征中的递归类型声明。

pub trait Linkable {
    fn get_next<T:Linkable>(&self) -> Next<T>; 
    fn append_next<T:Linkable>(&mut self, next: Next<T>) -> Self;
}

struct Next<T: Linkable> {
    node: T,
}

这是在另一个 question: Can I define a trait with a type parameter of itself in Rust?中提到的

Answer 1

Linkable可能有名为 Next 的关联类型.

pub trait Linkable {
    type Next: Linkable;
}

get_next现在返回 Self::Next 类型的实例, 和 append_next需要 Self::Next作为参数:

pub trait Linkable {
    type Next: Linkable;
    
    fn get_next(&self) -> Option<Self::Next>;
    fn append_next(&mut self, next: Self::Next) -> &Self;
}

现在您可以实现 Linkable为 Linknode :

impl Linkable for LinkNode {
    type Next = LinkNode;
    
    fn get_next(&self) -> Option<Box<LinkNode>> { 
        None
    }
    fn append_next(&mut self, next: LinkNode) -> &Self {
        self
    }
}

Why Rust forbids the impl Linkable sugar, like the Box? And why returning impl Linkable is forbidden in a trait?

您可以引用 Is it possible to use impl Trait as a function's return type in a trait definition?对于这个问题的答案。