Rust 2024 中对 impl Trait 重大更改

默认行为：
默认行为现在允许返回位置植入 Trait 的隐藏类型使用作用域中的任何通用参数，包括生命周期。 这与以前的限制形成了鲜明对比，以前除非明确说明，否则只自动允许使用类型参数。

使用Bound 绑定语法：
将引入一种称为 "use  Bound  "的新语法，使开发人员能够指定隐藏类型中可以使用的类型和生命周期。 例如， impl Trait + use<'x, T> 表示隐藏类型可以使用生命周期 'x 和类型 T，但不包括其他通用参数。

fn process_data(
    data: &[Datum]
) -> impl Iterator<Item = ProcessedDatum> {
    data
        .iter()
        .map(|datum| datum.process())
}

这里在返回位置使用 -> impl Iterator 表示函数返回 "某种迭代器Iterator"。

实际类型将由编译器根据函数体确定。

之所以称其为 "隐藏类型"，是因为调用者并不知道它的确切类型；他们必须根据迭代器trait进行编码。不过，在代码生成时，编译器会根据实际的精确类型生成代码，从而确保调用者得到完全优化。

虽然调用者不知道确切的类型，但他们确实需要知道函数将继续借用数据参数，这样才能确保数据引用在迭代过程中保持有效。
此外，调用者必须能够仅根据类型签名而不查看函数体来确定这一点。

Rust 目前的规则是，只有当引用的生命周期出现在 impl Trait 本身中时，返回位置的 impl Trait 值才能使用引用。

在本例中，impl Iterator 没有引用任何生命周期，因此捕获数据是非法的。
在这种情况下得到的错误信息（"隐藏类型捕获生命周期"）并不是最直观的，但它提供了一个有用的修复建议：

help: to declare that
      <code>impl Iterator<Item = ProcessedDatum></code>
      captures <code>'_</code>, you can add an
      explicit <code>'_</code> lifetime bound
  |
5 | ) -> impl Iterator<Item = ProcessedDatum> + '_ {
  |                                           ++++

根据这一建议，函数签名变得稍微明确一些：下面代码多了函数参数d

fn process_data<'d>(
    data: &'d [Datum]
) -> impl Iterator<Item = ProcessedDatum> + 'd {
    data
        .iter()
        .map(|datum| datum.process())
}

在当前新版本中，数据的生命周期 'd 在 impl Trait 类型中被明确引用，因此允许使用。 这也是向调用者发出的一个信号，即只要迭代器在使用中，数据的借用就必须持续，这意味着在这样的示例中，它会（正确地）提示错误：

let mut data: Vec<Datum> = vec![Datum::default()];
let iter = process_data(&data);
data.push(Datum::default()); // <-- Error!
iter.next();

impl Trait设计问题
impl Trait早期基于一组有限的示例确定了在 中使用通用参数的规则。随着时间的推移，我们注意到了其中存在的许多问题。

• 不是正确的默认设置
• 不够灵活
• 很难解释
• 错误建议可能会让人困惑
• 与 Rust 其他部分不一致

我们对 crates.io 上的库包进行了调查，发现绝大多数涉及返回位置 impl 特征和泛型的情况的界限都太强，可能会导致不必要的错误（尽管它们通常以简单的方式使用，不会触发错误）。

必须更改规则
才能允许隐藏类型统一使用所有泛型参数（类型和生命周期）。

Rust 2024 设计

• 新的默认设置，即返回位置植入 Trait 的隐藏类型可以使用作用域中的任何泛型参数，而不仅仅是类型（仅适用于 Rust 2024）；
• 用于明确声明可以使用哪些类型的语法（可用于任何版本）。

新的显式语法称为 "use bound"：
例如， impl Trait + use<'x, T> 表示允许隐藏类型使用'x 和 T（但不允许使用作用域中的任何其他泛型参数）。

默认情况下可以使用生命周期
在 Rust 2024 中，默认情况下返回位置植入 Trait 值的隐藏类型使用作用域中的任何泛型参数，无论是类型还是生命周期。 这意味着本博文的开始的示例现在可以在 Rust 2024 中正常编译：

fn process_data(
    data: &[Datum]
) -> impl Iterator<Item = ProcessedDatum> {
    data
        .iter()
        .map(|datum| datum.process())
}

Impl 特质可以包含一个 use<> 绑定，以精确地指定它们使用的通用类型和生命周期

副作用
作为这一变更的副作用，如果您手动将代码移至 Rust 2024（未进行货物修复），那么带有 impl Trait 返回类型的函数的调用者可能会开始出错。

• 这是因为现在假定这些 impl Trait 类型可能会使用输入生命周期，而不仅仅是类型。
• 要控制这一点，可以使用新的 use<> 绑定语法，明确声明隐藏类型可以使用哪些泛型参数。

上述情况的例外情况是，函数接收的引用参数仅用于读取值，不会包含在返回值中。

下面的函数 indices() 就是这样一个例子：它接收了一个&[T]类型的片段，但唯一的作用是读取长度，用来创建一个迭代器。 在返回值中不需要片段本身：

fn indices<'s, T>(
    slice: &'s [T],
) -> impl Iterator<Item = usize> {
    0 .. slice.len()
}

在 Rust 2021 中，该声明隐含地表示在返回类型中不使用 slice。 但在 Rust 2024 中，默认情况正好相反。 这意味着在 Rust 2024 中，像这样的调用程序将停止编译，因为它们现在假定在迭代完成之前数据是借用的：

fn main() {
    let mut data = vec![1, 2, 3];
    let i = indices(&data);
    data.push(4); // <-- Error!
    i.next(); // <-- assumed to access <code>&data</code>
}

这可能正是你想要的！ 这意味着您可以稍后修改 indices() 的定义，使其确实在结果中包含切片。

换句话说，新的默认值延续了 impl Trait 的传统，即在不影响调用者的情况下，为函数的实现保留了灵活性。

但如果这不是你想要的呢？ 如果你想保证 indices() 的返回值中不会保留对其参数片的引用，该怎么办？
现在可以在返回类型中加入 use<> 约束，明确说明哪些泛型参数可以包含在返回类型中。
在 indices() 中，返回类型实际上没有使用任何泛型参数，因此我们最好写成 use<>：

fn indices<'s, T>(
    slice: &'s [T],
) -> impl Iterator<Item = usize> + use<> {
    //                             -----
    //             Return type does not use <code>'s</code> or <code>T</code>
    0 .. slice.len()
}

结论
本例说明了新版本可以帮助我们消除 Rust 的复杂性。

在 Rust 2021 中，关于何时可以在植入trait中使用生命周期参数的默认规则并不适用：

• 它们经常无法表达用户所需的内容，导致需要使用晦涩难懂的变通方法。
• 这些规则导致了其他不一致，例如 -> impl Future 和 async fn 之间的不一致，
• 或者顶层函数中返回位置 impl Trait 和 trait 函数之间的语义不一致。

多亏了2024版本，我们才能够在不破坏现有代码的情况下解决这些问题。

有了 Rust 2024 中更新的规则，大多数代码都能在 Rust 2024 中 "正常工作"，避免出现令人困惑的错误；对于需要注释的代码，我们现在有了更强大的注释机制，可以让你准确地表达你需要表达的内容。

网友：
1、我一直遵循的原则是，函数接口的输入应尽可能通用，输出应尽可能具体。这一变化似乎鼓励人们背离后者。

2、我们从显式捕获转变为全部捕获，并在需要时选择退出？

3、讨厌这种变化。现在东西都是隐式借用的？“显式优于隐式”的哲学在哪里？

4、生命周期不能省略，必须显式。（因为生命周期类似上下文 界限上下文 限定上下文）

5、这种新impl trait行为是显式的：它显式地在类型签名中包含所有泛型参数，除非存在一个use<>边界，该边界还显式地列出了所包含的参数。