为何Rust编译器无法推断Box<T>指针大小？状态模式编译疑问

问题场景 #

尝试为状态模式定义Trait时，带默认实现的代码编译失败：

trait State {
    fn review(self: Box<Self>) -> Box<dyn State>{
        self
    }
}

报错信息 #

Compiling playground v0.0.1 (/playground)
error[E0277]: the size for values of type `Self` cannot be known at compilation time
 --> src/main.rs:4:9
  |
4 |         self
  |         ^^^^ doesn't have a size known at compile-time
  |
  = note: required for the cast from `Box<Self>` to `Box<(dyn State + 'static)>`
help: consider further restricting `Self`
  |
3 |     fn review(self: Box<Self>) -> Box<dyn State> where Self: Sized{
  | 

核心疑问 #

Box<T>是固定大小的智能指针，为何编译器无法推断类型大小？而仅声明抽象方法的Trait却能正常编译：

trait State {
    fn review(self: Box<Self>) -> Box<dyn State>;
}

原因解析 #

• 默认方法的约束范围：Trait的默认方法必须能被所有实现该Trait的类型调用，包括未标记Sized的动态类型（比如dyn State本身）。当你在默认方法中返回self并试图转换为Box<dyn State>时，编译器需要确保Self是Sized的——只有大小已知的类型才能安全转换为动态Trait对象。但默认方法没有这个约束，因此编译报错。
• 抽象方法的特殊性：仅声明的抽象方法不需要立刻验证转换逻辑，相关约束会延迟到具体类型实现该方法时才检查。此时每个实现者默认都会满足Sized（除非特意标记?Sized），因此不会触发错误。

解决方案 #

按照编译器提示，给默认方法添加Sized约束，限制只有大小已知的类型才能使用这个默认实现：

trait State {
    fn review(self: Box<Self>) -> Box<dyn State>
    where
        Self: Sized,
    {
        self
    }
}

这样既保留了默认实现，又满足了编译器的类型安全要求。如果后续需要为动态类型实现该方法，可以单独提供自定义实现。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Dennis