栈上动态分发

说明

我们可以动态分发多个值，然而为了实现此功能，需要声明多个变量来绑定不同类型的对象。我们可以使用延迟条件初始化（deferred conditional initialization）来扩展生命周期，如下所示：

例子

  1. use std::io;
  2. use std::fs;
  4. # fn main() -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
  5. # let arg = "-";
  7. // 它们必须活的比 `readable`长, 因此先声明:
  8. let (mut stdin_read, mut file_read);
  10. // We need to ascribe the type to get dynamic dispatch.
  11. let readable: &mut dyn io::Read = if arg == "-" {
  12.     stdin_read = io::stdin();
  13.     &mut stdin_read
  14. } else {
  15.     file_read = fs::File::open(arg)?;
  16.     &mut file_read
  17. };
  19. // Read from `readable` here.
  21. # Ok(())
  22. # }

出发点

Rust默认是单态的代码。这就意味着对每个类型都要生成相对应的代码并且单独优化。这种模式虽然在热路径（hot path）上执行的很快，但是它空间上将非常臃肿。当性能不是致命关键的时候，我们还是要考虑考虑编译时间和cache的使用。

幸运的是，Rust允许我们使用动态分发，但是我们需要显式的声明。

优点

我们不用在堆上申请任何空间。既不用初始化任何用不上的东西，也不用单态化全部代码，便可同时支持File和Stdin。

缺点

这样写代码比使用Box实现的版本需要更多活动部件（moving parts）：

  1. // We still need to ascribe the type for dynamic dispatch.
  2. let readable: Box<dyn io::Read> = if arg == "-" {
  3.     Box::new(io::stdin())
  4. } else {
  5.     Box::new(fs::File::open(arg)?)
  6. };
  7. // Read from `readable` here.

讨论

初学Rust之人通常会学到Rust需要所有变量在使用前需要初始化，所以常会忽略没有用到的变量可能不会初始化的问题。Rust付出大量工作来确保只有初始化过的值在离开作用域时会销毁。

上面这个例子符合我们所有的限制条件：

  • 所有的变量都在使用前初始化（这个例子中是借用）
  • 每个变量都只有单一类型。在我们的例子中，stdin对应Stdin类型，file对应File类型，readable对应&mut dyn Read类型
  • 每个借用的值的生命周期都比借用他们的场。

参阅

  • Finalisation in destructors and RAII guards can benefit from tight control over lifetimes.
  • For conditionally filled Option<&T>s of (mutable) references, one can initialize an Option<T> directly and use its .as_ref() method to get an optional reference.