如何让Rust类型推断自动触发解引用强制转换适配参数？

问题背景 #

我正在开发一款Advent of Code框架，目标是让以下代码无需修改即可运行：

/// Sometimes a string is easier to work with.
fn run1(_input: &str) {
}

/// Sometimes bytes are easier or faster.
fn run2(_input: &[u8]) {
}

fn main() {
    run1(&input());
    run2(&input());
}

其中input函数需从文件加载输入，返回自有类型（如String或Vec<u8>）而非引用。为此定义了Input trait：

/// Type of puzzle input that can be loaded: string or raw bytes.
trait Input {
    fn from_bytes(bytes: Vec<u8>) -> Self;
}

impl Input for String {
    fn from_bytes(bytes: Vec<u8>) -> Self {
        String::from_utf8(bytes).unwrap()
    }
}

impl Input for Vec<u8> {
    fn from_bytes(bytes: Vec<u8>) -> Self {
        bytes
    }
}

但使用如下input()函数实现时：

/// Imagine this loads some input from a file.
fn input<I: Input>() -> I {
    I::from_bytes(vec![])
}

调用run1(&input())会触发编译错误，错误信息如下：

error[E0277]: the trait bound `str: Input` is not satisfied
  --> src/main.rs:10:11
   |
10 |     run1(&input());
   |           ^^^^^ the trait `Input` is not implemented for `str`
   |
   = help: the trait `Input` is implemented for `String`
note: required by a bound in `input`
  --> src/main.rs:32:13
   |
32 | fn input<I: Input>() -> I {
   |             ^^^^^ required by this bound in `input`

由于str未实现Sized，无法为其实现Input trait，因此需要让类型推断在需要&str时自动推断I = String，借助Deref trait实现该需求。

解决方案 #

可以通过调整input函数的泛型约束，结合Deref trait实现自动类型推断，核心思路是让input返回的自有类型可以解引用为目标类型（str或[u8]）。

实现代码 #

use std::ops::Deref;

/// Type of puzzle input that can be loaded: string or raw bytes.
trait Input {
    fn from_bytes(bytes: Vec<u8>) -> Self;
}

impl Input for String {
    fn from_bytes(bytes: Vec<u8>) -> Self {
        String::from_utf8(bytes).unwrap()
    }
}

impl Input for Vec<u8> {
    fn from_bytes(bytes: Vec<u8>) -> Self {
        bytes
    }
}

/// 返回可解引用为目标类型的自有输入类型
fn input<I, T>() -> I
where
    I: Input + Deref<Target = T>,
    T: ?Sized,
{
    // 实际场景中替换为从文件读取的字节
    I::from_bytes(vec![])
}

/// Sometimes a string is easier to work with.
fn run1(_input: &str) {
}

/// Sometimes bytes are easier or faster.
fn run2(_input: &[u8]) {
}

fn main() {
    run1(&input()); // 自动推断I=String，String可解引用为str
    run2(&input()); // 自动推断I=Vec<u8>，Vec<u8>可解引用为[u8]
}

原理说明 #

• 当调用run1(&input())时，run1期望接收&str参数，因此input()返回值的引用&I需能强制转换为&str。
• 通过I: Deref<Target = T>的约束，编译器会自动匹配实现了Input且能解引用为str的类型——也就是String。
• 同理，run2(&input())会自动推断I=Vec<u8>，因为Vec<u8>实现了Deref<Target=[u8]>。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Thomas