Rust中如何访问dyn trait对应结构体实例的字段？

Box<dyn S>为动态分发的trait对象，编译期仅会暴露trait S中定义的公开方法，结构体本身的字段不属于trait接口的一部分，因此无法直接访问，属于Rust的正常设计约束。

方案1：在trait中定义getter方法（推荐） #

如果所有实现trait S的结构体都包含val字段，直接在trait中补充字段访问方法即可，无额外运行时开销，符合Rust接口设计规范：

fn main() {
    let z: Box<dyn S> = Box::new(A::new());
    println!("{}", z.get_val()); // 输出 1
}

trait S {
    fn new () -> Self where Self: Sized;
    // 新增val字段的访问接口
    fn get_val(&self) -> i32;
}

struct A {
    val: i32,
}

impl S for A {
    fn new () -> A {
        A {val: 1}
    }
    fn get_val(&self) -> i32 {
        self.val
    }
}

struct B {
    val: i32
}

impl S for B {
    fn new() -> B {
        B {val:2}
    }
    fn get_val(&self) -> i32 {
        self.val
    }
}

方案2：向下转型为具体结构体类型 #

如果仅部分实现有独有字段需要特殊访问，可以让trait S继承Any trait实现运行时向下转型：

use std::any::Any;

fn main() {
    let z: Box<dyn S> = Box::new(A::new());
    // 尝试向下转型为A类型
    if let Some(a) = z.downcast_ref::<A>() {
        println!("{}", a.val); // 转型成功，输出1
    }
    // 尝试转型为B类型，当前实例为A，转型失败不会进入分支
    if let Some(b) = z.downcast_ref::<B>() {
        println!("{}", b.val);
    }
}

trait S: Any { // 继承Any以支持类型判断
    fn new () -> Self where Self: Sized;
    // 封装向下转型的通用方法
    fn downcast_ref<T: S>(&self) -> Option<&T> {
        (self as &dyn Any).downcast_ref::<T>()
    }
}

struct A {
    val: i32,
}

impl S for A {
    fn new () -> A {
        A {val: 1}
    }
}

struct B {
    val: i32
}

impl S for B {
    fn new() -> B {
        B {val:2}
    }
}

注意：向下转型需要运行时做类型校验，存在轻微性能开销，转型失败会返回None，需自行处理分支逻辑。

• 所有trait S的实现都需要公开val字段：优先选择方案1，性能最优、代码可维护性更高
• 仅个别结构体存在独有字段、需要特殊处理：选择方案2

内容的提问来源于stack exchange，提问作者In Hoc Signo