当类型在结构定义中明确指定时，无法推断类型参数 T 的类型

Question

我有一个结构定义，其中包括此字段：

pub struct Separated<'a, I, T>
{
    ..., // other fields,
    separated: NonNull<dyn 'a + Iterator<Item = T>>,
}

不久之后，在其构造函数中，我尝试将该字段初始化为悬空指针：

let sep = Separated {
    ..., // other fields
    separated: NonNull::dangling(),
};

奇怪的是，这会产生这个错误：

error[E0282]: type annotations needed
   |
16 |             separated: NonNull::dangling(),
   |                        ^^^^^^^^^^^^^^^^^ cannot infer type for type parameter `T`

这个领域没有什么神秘之处；它的类型在结构定义中明确设置。我不明白为什么类型推断器不能推断出合适的类型来注入。

可以在下面找到产生此错误的最少 20 行示例和on the playground：

use std::pin::Pin;
use std::ptr::NonNull;

pub struct Separated<'a, T> {
    t: &'a T,
    separated: NonNull<dyn 'a + Iterator<Item = T>>,
}

impl<'a, T> Separated<'a, T>
where
    T: 'a + Copy + PartialEq,
{
    fn new(t: &'a T) -> Pin<Box<Self>> {
        let sep = Separated {
            t,
            separated: NonNull::dangling(),
        };
        unimplemented!()
    }
}

我确实需要 separated 作为指向 trait 对象而不是单态类型的指针：它将包含的真正 trait 对象由一堆迭代器组合器组成，包括像 Map 和 TakeWhile 这样的迭代器组合器，其类型包括函数指针，因此无法命名。

NonNull::dangling 不是参数函数：NonNull<T> 结构是参数的，但这个函数不是。因此，我不能只是想方设法摆脱困境。我完全不确定如何提供类型注释。

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上下文，如果有用的话：我走这条路的全部原因是我试图创建一个迭代器组合器，为所有适当的迭代器自动实现，它在源迭代器的每个 N 元素之间注入一个元素。对于单个迭代器来说实现起来并不难，但作为一个通用组合器就更难了，因为由 Itertools 的chunks() 组合器生成的IntoChunks 结构本身并不是一个迭代器，只是一个实现IntoIterator 的结构。因此，我们需要跟踪IntoChunks 结构以及它产生的迭代器。

我采用的方法是创建一个自引用结构Separated，它包含这两者。假设结构总是固定的，这应该是安全的。然后我impl Iterator for Separated 并将next 调用推迟到self.separated。

Answer 1

根据标准文档，NonNull::dangling() 的定义是这样的：

impl<T> NonNull<T> {
  pub const fn dangling() -> NonNull<T> {
    /* ... */
  }
}

在你的代码中，你在一个NonNull<dyn 'a + Iterator<Item = T>>类型的表达式中使用它，所以返回值必须是这个类型。

这里微妙的是泛型类型参数有一个隐式的Sized 界限（除非它有一个?Sized 界限）。所以因为NonNull::dangling的实现没有?Sized绑定，Rust会尝试根据这些要求推断NonNull的类型参数：

• 因为NonNull::<T>::dangling()方法没有绑定T: ?Sized，所以只对有大小的类型T实现，类型参数必须有大小。
• 类型参数必须是dyn 'a + Iterator<Item = T>。

但是，由于 trait 对象（“dyn Trait 类型”）没有大小，Rust 不可能同时满足这两个要求，因此它“无法推断类型参数 T 的类型”。

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事实上，通过将类型显式添加到您的 Playground 示例中，您将收到一条更明确地说明问题的不同错误消息：

let sep = Separated::<'a, T> {
  t,
  separated: NonNull::<dyn 'a + Iterator<Item = T>>::dangling(),
};

error[E0599]: no function or associated item named `dangling` found for type `std::ptr::NonNull<(dyn std::iter::Iterator<Item = T> + 'a)>` in the current scope
  --> src/lib.rs:16:64
   |
16 |             separated: NonNull::<dyn 'a + Iterator<Item = T>>::dangling(),
   |                                                                ^^^^^^^^ function or associated item not found in `std::ptr::NonNull<(dyn std::iter::Iterator<Item = T> + 'a)>`
   |
   = note: the method `dangling` exists but the following trait bounds were not satisfied:
           `dyn std::iter::Iterator<Item = T> : std::marker::Sized`