为何左侧为可变引用时无法使用+运算符？

首先看自定义Sample结构体的代码：

use std::ops::Add;

#[derive(Debug)]
struct Sample {
    pub value: usize,
}
impl std::ops::Add<&Sample> for &Sample {
    type Output = Sample;

    fn add(self, other: &Sample) -> Sample {
        Sample {
            value: self.value + other.value,
        }
    }
}

fn main() {
    let mut a = Sample { value: 0 };
    let b = Sample { value: 1 };

    let mut_a = &mut a;
    let immut_b = &b;

    println!("Works: {:?}", mut_a.add(immut_b));
    println!("And this works: {:?}", immut_b.add(mut_a));
    println!("Also works:: {:?}", immut_b + mut_a);
    println!("Still works:: {:?}", &*mut_a + immut_b);
    println!("Fails: {:?}", mut_a + immut_b);
}

在这段代码中，我们为&Sample实现了Add<&Sample> trait，add方法接收两个&Sample类型参数。在main函数中创建了可变引用mut_a和不可变引用immut_b后，出现了这些现象：

• 显式调用add方法时，无论可变引用在左还是右都能正常运行
• 使用+运算符时，不可变引用在左（immut_b + mut_a）可以运行，但可变引用在左（mut_a + immut_b）会报错，只有显式把可变引用重新借用为不可变引用（&*mut_a + immut_b）才能正常运行

这里的疑问是：可变引用不是应该可以替代任何场景下的不可变引用吗？为什么会出现这种差异？

再看基础类型i32的测试代码：

let mut x: i32 = 0;
let y: i32 = 1;
let mut_x = &mut x;
let immut_y = &y;
println!("But this doesn't work? {:?}", immut_y + mut_x);
println!("Or this? {:?}", mut_x + immut_y);
println!("And this does? {:?}", mut_x.add(immut_y));
println!("But not this? {:?}", immut_y.add(mut_x));

此时的行为完全不同：

• 无论以什么顺序使用+运算符都会报错
• 只有以可变引用为调用者时，显式调用add方法才能正常运行，反过来用不可变引用调用add传入可变引用会报错

核心原因：Deref强制转换与运算符重载的类型匹配规则 #

自定义类型的情况

当你显式调用方法时，Rust会自动触发Deref强制转换：因为&mut T实现了Deref<Target=T>，所以&mut Sample会被自动转换成&Sample，从而匹配我们为&Sample实现的add方法，这也是可变引用能替代不可变引用调用方法的原因。

但使用+运算符时，规则不一样：Rust会优先匹配左侧操作数的类型对应的Add实现，而且不会主动对左侧操作数执行Deref转换——只会对右侧操作数做自动类型转换。

• 对于immut_b + mut_a：左侧是&Sample，刚好匹配我们实现的Add<&Sample>，右侧的&mut Sample会被自动转成&Sample，所以能运行。
• 对于mut_a + immut_b：左侧是&mut Sample，我们没有为这个类型实现Add trait，Rust不会自动把它转成&Sample来匹配现有实现，因此报错。而&*mut_a是显式将可变引用转为不可变引用，自然能匹配上Add实现。

基础类型i32的情况

标准库为i32及其引用实现的Add trait，都是基于严格类型匹配的：

• 显式调用mut_x.add(immut_y)时，&mut i32会通过Deref强制转换为&i32，从而调用&i32的Add<&i32>方法，所以能运行。
• 但调用immut_y.add(mut_x)时，immut_y是&i32，它的add方法期望接收&i32参数，虽然&mut i32可以转成&i32，但显式调用方法时，Rust不会自动对参数做Deref转换（需要手动标注），因此报错。
• 使用+运算符时，无论左右侧是可变还是不可变引用，因为标准库没有为&mut i32作为左侧操作数的Add实现，且Rust不会自动转换左侧类型，所以都会报错。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Edward Peters