子类型和变型

子类型是隐式的，可以发生在类型检查或推断的任何阶段。

子类型仅限于两种情况：关于生命周期的变型，以及具有高阶生命周期的类型之间。如果我们从类型中擦除生命周期，那么唯一的子类型关系将仅源于类型相等。

考虑以下示例：字符串字面量始终具有 'static 生命周期。尽管如此，我们仍可以将 s 赋值给 t：

#![allow(unused)]
fn main() {
fn bar<'a>() {
    let s: &'static str = "hi";
    let t: &'a str = s;
}
}

由于 'static 的存活时间长于生命周期参数 'a，因此 &'static str 是 &'a str 的子类型。

高阶 函数指针 和 特型对象 具有另一种子类型关系。它们是那些通过替换高阶生命周期而得到的类型的子类型。一些示例：

#![allow(unused)]
fn main() {
// 这里 'a 被替换为 'static
let subtype: &(for<'a> fn(&'a i32) -> &'a i32) = &((|x| x) as fn(&_) -> &_);
let supertype: &(fn(&'static i32) -> &'static i32) = subtype;

// 这对特型对象的作用类似
let subtype: &(dyn for<'a> Fn(&'a i32) -> &'a i32) = &|x| x;
let supertype: &(dyn Fn(&'static i32) -> &'static i32) = subtype;

// 我们也可以将一个高阶生命周期替换为另一个
let subtype: &(for<'a, 'b> fn(&'a i32, &'b i32)) = &((|x, y| {}) as fn(&_, &_));
let supertype: &for<'c> fn(&'c i32, &'c i32) = subtype;
}

变型

变型是泛型类型相对于其参数所具有的属性。泛型类型在参数上的 变型 是指参数的子类型关系如何影响类型的子类型关系。

• 如果 T 是 U 的子类型意味着 F<T> 是 F<U> 的子类型，则 F<T> 在 T 上是 协变 的（子类型关系“透传”）

• 如果 T 是 U 的子类型意味着 F<U> 是 F<T> 的子类型，则 F<T> 在 T 上是 逆变 的

• 否则， F<T> 在 T 上是 不变 的（无法推导出子类型关系）

类型的变型自动确定如下

其他 struct 、 enum 和 union 类型的变型是通过查看其字段类型的变型来确定的。如果参数被用于具有不同变型的位置，那么该参数就是不变的。例如，以下结构体在 'a 和 T 上是协变的，在 'b 、 'c 和 U 上是不变的。

#![allow(unused)]
fn main() {
use std::cell::UnsafeCell;
struct Variance<'a, 'b, 'c, T, U: 'a> {
    x: &'a U,               // 这使得 Variance 在 'a 上是协变的，并且本会
                            // 使其在 U 上也是协变的，但 U 在后面被用到了
    y: *const T,            // 在 T 上协变
    z: UnsafeCell<&'b f64>, // 在 'b 上不变
    w: *mut U,              // 在 U 上不变，使得整个结构体变为不变

    f: fn(&'c ()) -> &'c () // 既是协变也是逆变，使得 'c 在结构体中是不变的。
}
}

当在 struct 、 enum 或 union 之外使用时，参数的变型是在每个位置分别检查的。

#![allow(unused)]
fn main() {
use std::cell::UnsafeCell;
fn generic_tuple<'short, 'long: 'short>(
    // 'long 在元组内部同时用于协变和不变的位置。
    x: (&'long u32, UnsafeCell<&'long u32>),
) {
    // 由于这些位置的变型是分别计算的，
    // 我们可以自由地缩小协变位置上的 'long。
    let _: (&'short u32, UnsafeCell<&'long u32>) = x;
}

fn takes_fn_ptr<'short, 'middle: 'short>(
    // 'middle 同时用于协变和逆变的位置。
    f: fn(&'middle ()) -> &'middle (),
) {
    // 由于这些位置的变型是分别计算的，
    // 我们可以自由地缩小协变位置上的 'middle
    // 并扩大逆变位置上的 'middle。
    let _: fn(&'static ()) -> &'short () = f;
}
}