Impl trait

impl Trait 提供了指定实现了特定特型的未命名但具体类型的方法。 它可以出现在两类地方：参数位置（在这里它可以作为函数的匿名泛型参数）和返回位置（在这里它可以作为抽象返回类型）。

#![allow(unused)]
fn main() {
trait Trait {}
impl Trait for () {}

// 参数位置：匿名类型参数
fn foo(arg: impl Trait) {
}

// 返回位置：抽象返回类型
fn bar() -> impl Trait {
}
}

匿名类型参数

函数可以使用 impl 后跟一组特型界限来声明一个具有匿名类型的参数。 调用者必须提供一个满足匿名类型参数所声明的界限的类型，并且函数只能使用通过匿名类型参数的特型界限可用的方法。

例如，这两种形式几乎是等价的：

#![allow(unused)]
fn main() {
trait Trait {}

// 泛型类型参数
fn with_generic_type<T: Trait>(arg: T) {
}

// 参数位置的 impl Trait
fn with_impl_trait(arg: impl Trait) {
}
}

也就是说，参数位置的 impl Trait 是类似于 <T: Trait> 的泛型类型参数的语法糖，只是该类型是匿名的，并且不会出现在 GenericParams 列表中。

抽象返回类型

函数可以使用 impl Trait 来返回一个抽象返回类型。 这些类型代表另一个具体类型，调用者只能使用由指定的 Trait 声明的方法。

函数中每个可能的返回值必须解析为相同的具体类型。

返回位置的 impl Trait 允许函数返回一个非装箱（unboxed）的抽象类型。 这在 闭包 和迭代器中特别有用。 例如，闭包具有唯一的、不可写的类型。 以前，从函数返回闭包的唯一方法是使用 特型对象 ：

#![allow(unused)]
fn main() {
fn returns_closure() -> Box<dyn Fn(i32) -> i32> {
    Box::new(|x| x + 1)
}
}

这可能会因堆分配和动态分派而产生性能损失。 当时无法完全指定闭包的类型，只能使用 Fn 特型。 这意味着特型对象是必需的。 然而，通过 impl Trait ，可以更简单地编写：

#![allow(unused)]
fn main() {
fn returns_closure() -> impl Fn(i32) -> i32 {
    |x| x + 1
}
}

这也避免了使用装箱特型对象的缺点。

类似地，迭代器的具体类型可能会变得非常复杂，包含链中所有先前迭代器的类型。 返回 impl Iterator 意味着函数只将其返回类型暴露为 Iterator 特型界限，而不是显式指定涉及的所有其他迭代器类型。

特型和特型实现中的返回位置 impl Trait

特型中的函数也可以使用 impl Trait 作为匿名关联类型的语法。

特型中关联函数的返回类型里的每个 impl Trait 都会被脱糖为一个匿名的关联类型。出现在实现函数的签名中的返回类型用于确定该关联类型的值。

捕获

每个返回位置的 impl Trait 抽象类型背后都有一些隐藏的具体类型。为了让这个具体类型使用泛型参数，该泛型参数必须被抽象类型 捕获 。

自动捕获

返回位置的 impl Trait 抽象类型会自动捕获所有作用域内的泛型参数，包括泛型类型、常量和生命周期参数（包括高阶参数）。

精确捕获

由返回位置 impl Trait 抽象类型捕获的泛型参数集合可以通过 use<..> 界限 进行显式控制。如果存在，则仅捕获 use<..> 界限中列出的泛型参数。例如：

#![allow(unused)]
fn main() {
fn capture<'a, 'b, T>(x: &'a (), y: T) -> impl Sized + use<'a, T> {
  //                                      ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  //                                     仅捕获 `'a` 和 `T` 。
  (x, y)
}
}

目前，界限列表中只能出现一个 use<..> 界限，必须包含所有作用域内的类型和常量泛型参数，并且必须包含出现在抽象类型其他界限中的所有生命周期参数。

在 use<..> 界限内，任何存在的生命周期参数必须出现在所有类型和常量泛型参数之前，并且如果省略生命周期 ('_) 被允许出现在 impl Trait 返回类型中，则它可以存在。

因为所有作用域内的类型参数都必须按名称包含，所以 use<..> 界限不能用于使用了参数位置 impl Trait 的项的签名中，因为这些项的作用域内有匿名类型参数。

特型定义中关联函数中存在的任何 use<..> 界限必须包含特型的所有泛型参数，包括特型隐式的 Self 泛型类型参数。

泛型和返回位置 impl Trait 之间的区别

在参数位置， impl Trait 在语义上与泛型类型参数非常相似。 然而，两者在返回位置有显著区别。 使用 impl Trait ，与泛型类型参数不同，函数选择返回类型，而调用者不能选择返回类型。

函数：

#![allow(unused)]
fn main() {
trait Trait {}
fn foo<T: Trait>() -> T {
    // ...
panic!()
}
}

允许调用者确定返回类型 T ，并且函数返回该类型。

函数：

#![allow(unused)]
fn main() {
trait Trait {}
impl Trait for () {}
fn foo() -> impl Trait {
    // ...
}
}

不允许调用者确定返回类型。 相反，函数选择返回类型，但只承诺它将实现 Trait 。

限制

impl Trait 只能作为非 extern 函数的参数或返回类型出现。 它不能作为 let 绑定的类型、字段类型，或出现在类型别名中。