特征对象

特征（Trait）对象可接受不同类型的值，举例来说，在集合中会是这样：

struct Dog {
    name: String,
    age: i8,
}
struct Cat {
    lives: i8,
}

trait Pet {
    fn talk(&self) -> String;
}

impl Pet for Dog {
    fn talk(&self) -> String {
        format!("Woof, my name is {}!", self.name)
    }
}

impl Pet for Cat {
    fn talk(&self) -> String {
        String::from("Miau!")
    }
}

fn main() {
    let pets: Vec<Box<dyn Pet>> = vec![
        Box::new(Cat { lives: 9 }),
        Box::new(Dog { name: String::from("Fido"), age: 5 }),
    ];
    for pet in pets {
        println!("Hello, who are you? {}", pet.talk());
    }
}

以下是分配 pets 后的内存布局：

<Dog as Pet>::talk<Cat as Pet>::talkStackHeapFidoptrlives9len2capacity2data:name,4,4age5vtablevtablepets: Vec<dyn Pet>data: CatDogProgram text
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  • 实现给定 trait 的类型可能大小不同。因此，上例中不可能具有像 Vec<dyn Pet> 这样的项。
  • 可通过“dyn Pet”这个方法向编译器告知实现“Pet”的动态大小类型。
  • 在本例中，pets 在栈上分配内存，矢量数据存储在堆上。这两个矢量元素是 胖指针：
    • 胖指针属于全角指针。它包含两个部分：指向实际对象的指针，以及指向该特定对象的 Pet 实现的 虚拟方法表 (vtable) 的指针。
    • Dog（名为 Fido）类型的数据是 name 和 age 字段。Cat 类型包含一个 lives 字段。
  • 比较上述示例中的这些输出： 
    println!("{} {}", std::mem::size_of::<Dog>(), std::mem::size_of::<Cat>());
println!("{} {}", std::mem::size_of::<&Dog>(), std::mem::size_of::<&Cat>());
println!("{}", std::mem::size_of::<&dyn Pet>());
println!("{}", std::mem::size_of::<Box<dyn Pet>>());