为啥 Rust 不在匹配模式中执行隐式取消引用强制？

Posted 2023-02-18

【中文标题】为啥 Rust 不在匹配模式中执行隐式取消引用强制？

【英文标题】：Why does Rust not perform implicit deref coercion in match patterns?为什么 Rust 不在匹配模式中执行隐式取消引用强制？

【发布时间】：2020-11-01 04:41:16

【问题描述】：

阅读 Rust 书中Smart Pointers and Interior mutability 上的部分后，作为个人练习，我尝试编写一个函数，该函数将遍历智能指针的链表并返回列表中的“最后一个”元素：

#[derive(Debug, PartialEq)]
enum List 
    Cons(Rc<RefCell<i32>>, Rc<List>),
    Nil,


use crate::List::Cons, Nil;

fn get_last(list: &List) -> &List 
    match list 
        Nil | Cons(_, Nil) => list,
        Cons(_, next_list) => get_last(next_list),
    

此代码导致以下错误：

   |         Nil | Cons(_, Nil) => list,
   |                       ^^^ expected struct `std::rc::Rc`, found enum `List

我能够通过使用“匹配守卫”并明确取消对 Cons(_, x) 模式的引用来使其工作：

fn get_last(list: &List) -> &List 
    match list 
        Nil => list,
        Cons(_, next_list) if **next_list == Nil => list,
        Cons(_, next_list) => get_last(next_list),
    

鉴于我对隐式取消引用和Deref 特征实现Rc 的了解，我预计我的第一次尝试会奏效。为什么我必须在此示例中显式取消引用？

【参考方案1】：

首先，我们需要了解 deref coercion 是什么。如果T 引用U 并且x 是T 类型的值，则：

*x 是 *Deref::deref(&x) &T 可以强制转换为 &U x.method() 将在方法解析期间检查类型 U。

方法解析的工作原理是，当您在类型上调用方法时，它首先通过向类型中添加任何内容来检查方法，然后添加&，然后添加&mut，然后解除引用。因此，在确定调用 x.method() 的方法时，它会首先检查一个使用 T 的方法，然后是 &T，然后是 &mut T，然后是 U，然后是 &U，然后是 @ 987654341@ (read more here)。这不适用于运营商。因此，== 不会强制转换不同的类型，这就是您必须显式取消引用的原因。

但是如果我们确实在PartialEq trait 中使用了.eq 之类的方法呢？事情变得有趣起来。以下代码失败：

fn get_last(list: &List) -> &List 
    match list 
        Nil => list,
        Cons(_, next_list) if next_list.eq(Nil) => list,
        Cons(_, next_list) => get_last(next_list),
    

但以下成功：

fn get_last(list: &List) -> &List 
    match list 
        Nil => list,
        // notice how it's Nil.eq and not next_list.eq
        Cons(_, next_list) if Nil.eq(next_list) => list,
        Cons(_, next_list) => get_last(next_list),
    

这是为什么？我们来看第一个例子：

next_list 是&Rc<List> 类型，因此它开始搜索.eq 方法。它立即找到在Rc 的PartialEq 实现中定义的签名fn eq(&self, other: &Rc<List>)。但是，other 在这种情况下属于List 类型，不能强制转换为&Rc<List>。

那么为什么第二个工作？ Nil 是 List 类型，因此它开始搜索 .eq 方法。它找不到List 的任何内容，因此它接下来尝试&List，在那里它找到了带有签名fn eq(&self, other: &List) 的派生PartialEq 实现。在这种情况下， other 是&Rc<List> 类型，由于其Deref 实现，它可以被强制转换为&List。这意味着所有的类型检查都正确并且代码可以正常工作。

至于为什么你的第一次尝试没有成功，它似乎不是 rust 的一个功能，还有a proposal to add it dating back to 2017。