当函数需要 Arc<Mutex<Box<Struct>>> 作为参数时，如何将 Arc<Mutex<Box<dyn Trait>>> 转换为 Arc<Mutex<Box<dyn Trait>>>？

Question

当函数需要

Arc<Mutex<Box<Struct>>>

作为参数时，如何将

Arc<Mutex<Box<dyn Trait>>>

转换为

Arc<Mutex<Box<dyn Trait>>>

？ 在下面的代码片段中，

age_plus

函数需要

Arc<Mutex<Box<dyn Animal>>>

类型，但只有

Arc<Mutex<Box<Dog>>>

类型可用。

use std::sync::{Arc, Mutex};

pub trait Animal {
    fn age_plus(&mut self) -> u32;
}

pub struct Dog {
    age: u32,
    pub name: String,
}

impl Animal for Dog {
    fn age_plus(&mut self) -> u32 {
        self.age += 1;
        self.age
    }
}
impl Dog {
    pub fn print_name(&self) {
        println!("name: {}", self.name);
    }
}
pub fn age_plus(animal: Arc<Mutex<Box<dyn Animal>>>) {
    animal.lock().unwrap().age_plus();
}
fn main() {
    let dog = Arc::new(Mutex::new(Box::new(Dog {
        age: 10,
        name: "dog".to_string(),
    })));
    dog.lock().unwrap().print_name();
    println!("dog age: {}", dog.lock().unwrap().age_plus());
    // how to convert Arc<Mutex<Box<Dog>>> to Arc<Mutex<Box<dyn Animal>>>?
    age_plus(dog.clone());
}

Answer 1

这是做不到的。

原因是

Box<Dog>

占用了内存中指针字节的大小，但是

Box<dyn Animal>

占用了内存中指针大小的两倍，因为它还需要存储vtable。所以

Arc<Mutex<Box<Dog>>>

需要成长来容纳

Arc<Mutex<Box<dyn Animal>>>

，这是不可能的。

如果您无法以任何方式更改函数，则唯一的机会就是克隆类型并创建新类型：

let dyn_animal = Arc::new(Mutex::new(Box::new(Dog::clone(&dog.lock().unwrap())) as _));
age_plus(dyn_animal);

当然，

Dog

一定是

Clone

。您也许可以通过从一开始就存储

Box<dyn Animal>

来避免克隆，但如果您需要调用

Dog

特定的方法，则它将不起作用。

另一种可能的选择是，如果您在开始时不需要

Arc<Mutex>

并且之后不需要调用

Dog

特定的方法，则仅构造

Box<dyn Dog>

。这很容易转换为

Box<dyn Animal>

，并且可以稍后用

Arc<Mutex>

包裹：

fn main() {
    let mut dog = Box::new(Dog {
        age: 10,
        name: "dog".to_string(),
    });
    dog.print_name();
    println!("dog age: {}", dog.age_plus());
    let dog = Arc::new(Mutex::new(dog as Box<dyn Animal>));
    age_plus(Arc::clone(&dog));
}

如果您可以更改功能，您有多种选择：

如果可能的话，最好的方法是采用

&mut dyn Animal

，正如 @AleksanderKrauze 所说。这样你就可以提供各种动物：

pub fn age_plus(animal: &mut dyn Animal) {
    animal.age_plus();
}
fn main() {
    let dog = Arc::new(Mutex::new(Box::new(Dog {
        age: 10,
        name: "dog".to_string(),
    })));
    dog.lock().unwrap().print_name();
    println!("dog age: {}", dog.lock().unwrap().age_plus());
    age_plus(&mut **dog.lock().unwrap());
}

如果不可能，请考虑采取

Arc<Mutex<dyn Animal>>

。

Arc<Mutex<Dog>>

可以转换为：

pub fn age_plus(animal: Arc<Mutex<dyn Animal>>) {
    animal.lock().unwrap().age_plus();
}
fn main() {
    let dog = Arc::new(Mutex::new(Dog {
        age: 10,
        name: "dog".to_string(),
    }));
    dog.lock().unwrap().print_name();
    println!("dog age: {}", dog.lock().unwrap().age_plus());
    age_plus(Arc::clone(&dog) as _);
}