如果 `&String` 没有实现 `Into<String>`，为什么这些实现会发生冲突？

Question

我向relevant question 询问了为什么String 没有实现From<&String>。我现在想创建自己的 trait，如下所示：

#[derive(Debug)]
struct MyStruct(String);

impl MyStruct {
    fn new<T>(t: T) -> MyStruct
    where
        T: MyIntoString,
    {
        MyStruct(t.my_into())
    }
}

trait MyIntoString {
    fn my_into(self) -> String;
}

impl<'a> MyIntoString for &'a String {
    fn my_into(self) -> String {
        self.clone()
    }
}

impl<I> MyIntoString for I
where
    I: Into<String>,
{
    fn my_into(self) -> String {
        self.into()
    }
}

fn main() {
    let s: String = "Hello world!".into();
    let st: MyStruct = MyStruct::new(&s);
    println!("{:?}", st);
}

编译器现在声称MyIntoString 的两个实现存在冲突。这对我来说更奇怪，因为我们已经在另一个问题中看到From<&String> 没有为String 实现，因此它没有为&String 找到Into<String> 的实现。怎么现在这么矛盾了？

此外，即使我打开#![feature(specialization)]，也检测到相同的冲突。

错误信息

根据此问题的一个答案，错误消息似乎没有将我引导到正确的轨道。

所以让我把错误信息贴出来，因为它将来可能会改变。

error[E0119]: conflicting implementations of trait `MyIntoString` for type `&std::string::String`:
  --> src/main.rs:23:1
   |
17 | / impl<'a> MyIntoString for &'a String {
18 | |     fn my_into(self) -> String {
19 | |         self.clone()
20 | |     }
21 | | }
   | |_- first implementation here
22 |   
23 | / impl<I> MyIntoString for I
24 | | where
25 | |     I: Into<String>,
26 | | {
...  |
29 | |     }
30 | | }
   | |_^ conflicting implementation for `&std::string::String`

对我来说，这是编译器声称存在真正的冲突，而不是潜在的冲突。

Answer 1

该错误是由孤儿规则引起的（参见本书第二版第 10.2 章 Implementing a trait on a type 末尾）。

这些可以防止您的代码在您使用的 crate 中发生微小更改时（根据 RFC#1105）中断。如果标准库的作者决定为&String 实现Into<String>，那么您的程序将包含my_into 的冲突定义并且会中断。添加 trait 实现应该是一个小改动，并且不应该破坏你的程序。

This post 为规则提供了理由。

本书建议使用newtype pattern 来解决此问题。

#[derive(Debug)]
struct MyStruct(String);

impl MyStruct {
    fn new<T>(t: T) -> MyStruct
    where
        T: Into<String>,
    {
        MyStruct(t.into())
    }
}

struct Wrapper<'a>(&'a String);

impl<'a> From<Wrapper<'a>> for String  {
    fn from(t: Wrapper<'a>) -> String {
        t.0.clone()
    }
}

fn main() {
    let s: String = "Hello world!".into();
    let st: MyStruct = MyStruct::new(Wrapper(&s));
    println!("{:?}", st);
}

Playground link

Answer 2

此代码适用于专业化

#![feature(specialization)]

#[derive(Debug)]
struct MyStruct(String);

impl MyStruct {
    fn new<T>(t: T) -> MyStruct
    where
        T: MyIntoString,
    {
        MyStruct(t.my_into())
    }
}

trait MyIntoString {
    fn my_into(self) -> String;
}

impl<'a> MyIntoString for &'a String {
    fn my_into(self) -> String {
        self.clone()
    }
}

default impl<I> MyIntoString for I 
{
    default fn my_into(self) -> String {
        String::from("FOO")
    }
}

fn main() {
    let s: String = "Hello world!".into();
    let st: MyStruct = MyStruct::new(&s);
    println!("{:?}", st);
}

所以，AFAIU，你的版本不能专门化，因为编译器无法确定哪个版本更高specialized

编辑

为什么上一个问题的代码无法编译？ 因为当你将&s 传递给new 时

    let st: MyStruct = MyStruct::new(&s);

编译器将&s 视为&String，并从std 中的代码中看到：

impl<T, U> Into<U> for T where U: From<T>

impl<T, U> Into<U> for T where U: From<T> {
    fn into(self) -> U {
        U::from(self)
    }
}

// From (and thus Into) is reflexive
#[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
impl<T> From<T> for T {
    fn from(t: T) -> T { t }
}

因为From<&String> 没有为String 实现，所以它显示编译错误。所以你必须明确地说&s是可以构造String的类型，即&str

    let st: MyStruct = MyStruct::new(&s as &str);

现在编译器可以看到这个

impl<'a> From<&'a str> for String

编译器现在声称 MyIntoString 的两个实现是 > 冲突的。这对我来说更奇怪，因为我们已经在另一个 > 问题中看到 From 没有为 String 实现，所以它 没有找到 Into for &String 的实现

发生错误只是因为编译器无法确定哪个实现更specialized，即使您使用专门化。