Rust枚举含带&mut参数的函数变体时，派生Trait失效如何解决？

问题背景 #

原本可正常派生PartialEq、Debug、Clone的枚举：

#[derive(PartialEq, Debug, Clone)]
enum Foo {
  A,
  B,
  Fun(fn(X, Y) -> Z)
}

修改函数指针签名为带可变引用的fn(X, &mut Y) -> Z后，自动派生Trait全部失败。

核心原因 #

函数指针fn(X, &mut Y) -> Z隐含高阶生命周期（等价于for<'a> fn(X, &'a mut Y) -> Z），而Rust自动派生宏无法处理这种带隐式高阶生命周期的类型，会因生命周期约束冲突、无法生成兼容代码而失败。

两种可行解决方案 #

方案1：手动实现所需Trait #

针对每个Trait编写自定义实现，绕开自动派生的生命周期限制：

实现PartialEq

通过将函数指针转为原始指针进行地址比较：

impl PartialEq for Foo {
    fn eq(&self, other: &Self) -> bool {
        match (self, other) {
            (Foo::A, Foo::A) => true,
            (Foo::B, Foo::B) => true,
            (Foo::Fun(f1), Foo::Fun(f2)) => f1 as *const () == f2 as *const (),
            _ => false,
        }
    }
}

实现Clone

函数指针本身实现了Copy，直接解引用克隆即可：

impl Clone for Foo {
    fn clone(&self) -> Self {
        match self {
            Foo::A => Foo::A,
            Foo::B => Foo::B,
            Foo::Fun(f) => Foo::Fun(*f),
        }
    }
}

实现Debug

函数指针无法直接打印具体内容，用占位符表示：

use std::fmt;

impl fmt::Debug for Foo {
    fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
        match self {
            Foo::A => write!(f, "Foo::A"),
            Foo::B => write!(f, "Foo::B"),
            Foo::Fun(_) => write!(f, "Foo::Fun(<function pointer>)"),
        }
    }
}

方案2：替换为无生命周期的函数指针类型 #

用原始指针*mut Y替代&mut Y，让枚举能自动派生Trait（需注意指针安全）：

#[derive(PartialEq, Debug, Clone)]
enum Foo {
    A,
    B,
    Fun(fn(X, *mut Y) -> Z)
}

调用时将可变引用转为原始指针：

let mut y = Y::default();
if let Foo::Fun(fun) = foo {
    fun(X::default(), &mut y as *mut Y);
}

此方法适合能确保指针有效性的场景，无需手动实现Trait。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Tim