为什么 (*x).into() 需要显式取消引用，而 x.my_into() 不需要？

Question

看了method-call expressions、dereference operator、method lookup和auto-dereferencing之后，我觉得我对这个主题有了很好的理解；但后来我遇到了一种情况，我希望自动取消引用会发生，而实际上它并没有发生。

示例如下。

#[derive(Clone, Copy, Debug)]
struct Foo();

impl Into<&'static str> for Foo {
    fn into(self) -> &'static str {
        "<Foo as Into>::into"
    }
}

fn vec_into<F: Copy + Into<T>, T>(slice: &[F]) -> Vec<T> {
    slice.iter().map(|x| (*x).into()).collect()
}

fn main() {
    let array = [Foo(), Foo(), Foo()];
    let vec = vec_into::<_, &'static str>(&array);
    println!("{:?}", vec);
}

上面的代码有效，但我认为不需要在函数vec_into 中显式取消引用(*x).into()。我的推理是，既然x: &Foo，那么x.into() 会尝试找到接受类型&Foo、&&Foo、&mut &Foo、Foo、&Foo、&mut Foo 的方法。

这是因为存在取消引用&Foo → Foo 的链，并且对于此链中的每个U，我们还插入&U 和&mut U。

我的直觉得到以下事实的证实：以下代码也有效，无需任何明确的取消引用。

#[derive(Clone, Copy, Debug)]
struct Foo();

trait MyInto<T> {
    fn my_into(self) -> T;
}

impl MyInto<&'static str> for Foo {
    fn my_into(self) -> &'static str {
        "<Foo as MyInto>::my_into"
    }
}

fn vec_my_into<F: Copy + MyInto<T>, T>(slice: &[F]) -> Vec<T> {
    slice.iter().map(|x| x.my_into()).collect()
}

fn main() {
    let array = [Foo(), Foo(), Foo()];
    let my_vec = vec_my_into(&array);
    println!("{:?}", my_vec);
}

这里 x: &Foo 被隐式取消引用，以便调用方法 <Foo as MyInto<&'static str>>::my_into。

一个小例子

鉴于以上Foo和MyInto的定义，代码

let result: &str = (&Foo()).my_into()

有效，但是

let result: &str = (&Foo()).into()

编译失败

error[E0277]: the trait bound `&str: std::convert::From<&Foo>` is not satisfied
  --> src/bin/into.rs:34:33
   |
34 |     let result: &str = (&Foo()).into();
   |                                 ^^^^ the trait `std::convert::From<&Foo>` is not implemented for `&str`
   |
   = note: required because of the requirements on the impl of `std::convert::Into<&str>` for `&Foo`

Answer 1

有趣的是，在检查编译器输出后，Into 实现似乎实际上只是调用了 trait From 的方法。它正在寻找的是std::collections::From<&Foo> for &str。因此，如果我们实现该 trait，编译器确实会找到我们的函数并执行它。

使用以下声明：

#[derive(Clone, Copy, Debug)]
struct Foo();

impl std::convert::From<&Foo> for &str {
    fn from(f: &Foo) -> &'static str {
        "A &str"// This could be replaced with an actual implementation
    }
}

您的代码可以按您的意愿工作：

let result: &str = (&Foo()).into();// No compiler errors.

您想要的原始代码确实有效，并且实际上并不难实现。

Answer 2

Rust 完全按照您的描述执行方法查找，它会立即找到 .into() 的候选对象 - blanket implementation

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

此实现满足候选方法的所有要求——它是可见的、在范围内并为&Foo 类型定义的，因为它是为any 类型T 定义的。一旦编译器选择了这个候选者，它就会注意到 U 上的特征边界不满足，并发出您看到的错误。

MyInto 的情况完全不同，因为您没有提供基于From 的全面实现。如果你这样做，你会得到同样的错误。

如果不满足特征边界，编译器应该跳过一揽子实现，并继续使用候选类型列表，直到找到更合适的类型。语言规范在这一点上实际上并不完全清楚，但是从错误中我们可以清楚地知道编译器实际上做了什么。