Rust中如何从trait对象的函数返回动态类型值？

问题代码 #

trait A {}

trait B {
    type C: A;
    fn foo(self) -> Self::C;
}

fn process(b: Box<dyn B<C = dyn A>>) -> Box<dyn A> {
    Box::new(b.foo())
}

错误信息 #

error[E0277]: 无法在编译时确定类型 `(dyn A + 'static)` 的大小
 --> tests/test.rs:9:16
  |
9 |     Box::new(b.foo())
  |                ^^^ 编译时无法确定大小
  |
  = help: 特征 `Sized` 未为 `(dyn A + 'static)` 实现

问题原因 #

dyn A 是动态大小类型（DST），而 foo 方法返回的 Self::C 在这里被指定为 dyn A。但 Rust 里函数返回值默认要求是大小确定的类型（实现 Sized trait），Box::new 也需要接收一个编译时大小已知的值，直接返回 dyn A 不符合要求，因为编译器没法知道它的具体大小。

解决方法 #

有两种常见的修复思路：

方案一：让 foo 直接返回装箱后的 trait 对象 #

把 foo 的返回类型改成 Box<dyn A>，这样就不需要关联类型直接对应 dyn A：

trait A {}

trait B {
    fn foo(self) -> Box<dyn A>;
}

fn process(b: Box<dyn B>) -> Box<dyn A> {
    b.foo()
}

方案二：允许关联类型是动态大小类型 #

给关联类型加上 ?Sized 约束，同时让 foo 返回 Box<Self::C>，用装箱来包裹动态大小的类型：

trait A {}

trait B {
    type C: A + ?Sized; // 允许关联类型是动态大小类型
    fn foo(self) -> Box<Self::C>;
}

fn process(b: Box<dyn B<C = dyn A>>) -> Box<dyn A> {
    b.foo()
}

核心要点 #

• 动态 trait 对象（dyn Trait）属于动态大小类型，不能直接作为函数返回值，必须用指针、装箱这类方式包裹
• Sized 是 Rust 默认的 trait 约束，函数返回值默认要求实现该 trait，如果要支持动态大小类型，需要显式标注 ?Sized

内容的提问来源于stack exchange，提问作者creaple