Rust 不匹配的类型混淆编译器答案

【问题标题】：Rust mismatched types confusing compilerRust 不匹配的类型混淆编译器
【发布时间】：2017-01-07 22:25:39
【问题描述】：

我尝试使用 impl 来处理一些奇怪的类型逻辑。以下是该错误的快速重建：

trait Schrodingers {}

struct AliveCat;
impl Schrodingers for Container<AliveCat> {}
struct DeadCat;
impl Schrodingers for Container<DeadCat> {}

struct Container<Cat1>
    where Container<Cat1>: Schrodingers
{
    cat: Cat1,
}

impl<Cat2> Container<Cat2>
    where Container<Cat2>: Schrodingers
{
    fn dead_cat() -> Container<DeadCat> {
        let observed_cat = DeadCat;
        Container { cat: observed_cat }
    }

    fn alive_cat() -> Container<AliveCat> {
        let observed_cat = AliveCat;
        Container { cat: observed_cat }
    }
}

fn main() {
    let dead_cat = Container::dead_cat();
    let alive_cat = Container::alive_cat();
}

这会导致编译器错误：

error[E0308]: mismatched types
  --> src/main.rs:19:26
   |
19 |         Container { cat: observed_cat }
   |                          ^^^^^^^^^^^^ expected type parameter, found struct `DeadCat`
   |
   = note: expected type `Cat2`
   = note:    found type `DeadCat`

error[E0308]: mismatched types
  --> src/main.rs:19:9
   |
19 |         Container { cat: observed_cat }
   |         ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ expected struct `DeadCat`, found type parameter
   |
   = note: expected type `Container<DeadCat>`
   = note:    found type `Container<Cat2>`

error[E0308]: mismatched types
  --> src/main.rs:24:26
   |
24 |         Container { cat: observed_cat }
   |                          ^^^^^^^^^^^^ expected type parameter, found struct `AliveCat`
   |
   = note: expected type `Cat2`
   = note:    found type `AliveCat`

error[E0308]: mismatched types
  --> src/main.rs:24:9
   |
24 |         Container { cat: observed_cat }
   |         ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ expected struct `AliveCat`, found type parameter
   |
   = note: expected type `Container<AliveCat>`
   = note:    found type `Container<Cat2>`

我已经能够使用其他方法解决这个问题，但为什么编译器会觉得这很混乱？

【问题讨论】：

删除struct 本身上的where 子句使其工作，例如限定Container::<AliveCat> 在alive_cat()。我认为struct/impl（两者都需要彼此）的循环性质意味着推理失败。
也可以完全摆脱Cat2 并在单独的impl 块中实现Container<DeadCat> 和Container<AliveCat>。但事实上，失败的推论令人惊讶。
谢谢！我不知道你提到的限定语法与结构声明一起使用，这解决了这个问题。

标签： compiler-errors rust type-mismatch

【解决方案1】：

可以说，编译器是“靠墙”的。

结构体Container<Cat> 必须在结构体声明中直接实现Schrodingers。

struct Container<Cat>
where Container<Cat>: Schrodingers

Container<C> 的 impl 块以相同的 trait bound 跟随它。
最后，我们有关联的函数，例如alive_cat，它存在于Container<Cat>中的每个Cat，其中Container<Cat>: Schrodingers，但忽略类型参数Cat，返回一个Container<AliveCat>。

然后编译器似乎错误地将参数类型Cat 推断为特定的AliveCat，尽管在该impl 块中每个Cat 总是AliveCat 不一定是真的，导致奇怪的不一致和误导性的错误信息。就编译器的功能而言，这可能与对 Rustc 的一些调整一起工作，但不一定会发生。

幸运的是，有一些简单的开发指南可以防止此问题发生：

仅在绝对必要时对结构使用特征边界。大多数情况下，这些特征界限可以添加到适用的impl 子句中。否则，结构中的任何边界都必须应用于所有后续的 impl 块，即使该边界与实现的项目并不特别相关。
将构造函数编写为返回Self的关联函数（或包含Self的东西，例如Result<Self, _>等）。这会迫使您为该构造函数编写一个独立的 impl 块，而不涉及泛型类型。

impl Container<DeadCat> {
    fn dead_cat() -> Self {
        let observed_cat = DeadCat;
        Container { cat: observed_cat }
    }
}

impl Container<AliveCat> {
    fn alive_cat() -> Self {
        let observed_cat = AliveCat;
        Container { cat: observed_cat }
    }
}

【讨论】：