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编程语言

最近在设计Rust库API的时候遇到了一个类似函数重载带来的恐惧感，特意来分享一下。

背景

为了使得我的API使用起来很灵活，我设计了这么一个struct和trait，函数参数类型标记为impl Trait，可以传递多种类型的参数，达到一种函数重载的效果。

代码

函数原型：

fn post_prompt(prompt: impl TryIntoPrompt) {
    // ...
}

定义struct和trait：

pub struct Prompt(pub(crate) serde_json::Value);

pub trait TryIntoPrompt {
    fn try_into_prompt(self) -> ClientResult<Prompt>;
}

实现trait：

impl TryIntoPrompt for &str {
    fn try_into_prompt(self) -> ClientResult<Prompt> {
        Ok(Prompt(serde_json::from_str(self)?))
    }
}

impl<T: Serialize> TryIntoPrompt for &T {
    fn try_into_prompt(self) -> ClientResult<Prompt> {
        Ok(Prompt(serde_json::to_value(self)?))
    }
}

问题

编译没有报错，感觉设计得很完美，但是cargo test却失败了，我还以为是啥偶发性原因，重跑了几遍，都是一样的结果。

测试代码：

let prompt = "...".to_string();
post_prompt(&prompt);

原因

经过我的一番研究，我发现跟我幻想中的dispatch发生了冲突。我本来是期望上述代码能分发到impl TryIntoPrompt for &str，结果却分发到了impl<T: Serialize> TryIntoPrompt for &T，原来prompt的类型不是&str而是&String。

首先serde::Serialize分别为str和String做了实现：

impl Serialize for String;

impl Serialize for str;

按理来说，impl TryIntoPrompt for &str跟impl<T: Serialize> TryIntoPrompt for &T应该是冲突的。为啥会编译通过？

因为我试图加上impl TryIntoPrompt for &String，如无意外的编译报错了。

解惑

问了一下ChatGPT，我才醒悟过来：

为什么 impl TryIntoPrompt for &str 和 impl<T: Serialize> TryIntoPrompt for &T 不冲突？

1. impl TryIntoPrompt for &str 它是一个具体实现，直接适用于 &str 类型。

2. impl<T: Serialize> TryIntoPrompt for &T 这是一个泛型实现，适用于任何实现了 Serialize 的 &T。

你可能认为 str 符合 T: Serialize，所以 &str 也符合 &T: Serialize，从而产生了冲突。但这里有一个关键点：

T 不能是 str。

因为 str 是一个动态大小类型（DST），不能直接用作泛型参数 T，除非用 T: ?Sized 这样显式放宽约束。而 impl<T: Serialize> TryIntoPrompt for &T 中的 T 默认是 Sized 的，因此 T 不能是 str，导致 &T 不能是 &str。

如何制造冲突？ 如果你允许 T 是 ?Sized，那么 T 就可以是 str 了，这样就会产生冲突。例如：

impl<T: Serialize + ?Sized> TryIntoPrompt for &T {
    fn try_into_prompt(self) -> ClientResult<Prompt> {
        Ok(Prompt(serde_json::to_value(self)?))
    }
}

这时候，T = str 也是合法的，那 &T = &str，就和 impl TryIntoPrompt for &str 直接冲突了。

说些什么吧！

giscus