如何用数组填充trait对象向量？解析Rust代码报错及无克隆方案

问题代码 #

trait Foo {}

struct Fooable {}

impl Foo for Fooable {}

pub fn main() {
    let bar: Vec<Box<dyn Foo>> = [
        Box::new(Fooable {}),
    ].into();
}

错误信息 #

error[E0277]: the trait bound `Vec<Box<dyn Foo>>: From<[Box<Fooable>; 1]>` is not satisfied
  --> src/main.rs:10:7
   |
10 |     ].into();
   |       ^^^^ the trait `From<[Box<Fooable>; 1]>` is not implemented for `Vec<Box<dyn Foo>>`
   |
   = help: the following other types implement trait `From<T>`:
             <Vec<T, A> as From<Box<[T], A>>>
             <Vec<T, A> as From<VecDeque<T, A>>>
             <Vec<T> as From<&[T]>>
             <Vec<T> as From<&mut [T]>>
             <Vec<T> as From<BinaryHeap<T>>>
             <Vec<T> as From<Cow<'a, [T]>>>
             <Vec<T> as From<[T; N]>>
             <Vec<u8> as From<&str>>
           and 2 others
   = note: required because of the requirements on the impl of `Into<Vec<Box<dyn Foo>>>` for `[Box<Fooable>; 1]`

错误原因 #

• Rust标准库中Vec<T>的From<[T; N]>全局实现要求输入数组的元素类型与Vec的元素类型完全匹配。这里数组元素是Box<Fooable>（具体类型指针），而目标Vec的元素是Box<dyn Foo>（trait对象指针），二者属于不同类型，Rust不会自动隐式批量转换数组元素类型来满足From trait的约束。
• .into()方法依赖Into trait，而Into的默认实现又依赖对应的From实现，因此当目标类型的From不存在时，Into调用就会失败。

无克隆解决方法 #

以下几种方式都不需要克隆Fooable实例，仅做零成本的类型转换：

方法1：转换元素后收集为Vec #

通过into_iter()遍历数组，将每个元素转换为trait对象指针，再收集成目标Vec：

pub fn main() {
    let bar: Vec<Box<dyn Foo>> = [Box::new(Fooable {})]
        .into_iter()
        .map(|b| b as Box<dyn Foo>)
        .collect();
}

这里的as转换是零成本的，仅调整指针的元数据，不会拷贝或克隆Fooable实例。

方法2：直接初始化目标Vec #

跳过数组转Vec的步骤，直接创建包含trait对象指针的Vec：

pub fn main() {
    let bar = vec![Box::new(Fooable {}) as Box<dyn Foo>];
}

方法3：先转同类型Vec再转换元素（Rust 1.63+） #

利用数组的into_vec()方法先转成同类型Vec，再转换元素类型：

pub fn main() {
    let bar: Vec<Box<dyn Foo>> = [Box::new(Fooable {})]
        .into_vec()
        .into_iter()
        .map(|b| b as Box<dyn Foo>)
        .collect();
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者frankplow