Impl trait

impl Trait 提供了指定实现特定 trait 的未命名但具体类型的方法。它可以出现在两种位置：参数位置（它可以充当函数的匿名类型参数）和返回位置（它可以充当抽象返回类型）。

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

// argument position: anonymous type parameter
fn foo(arg: impl Trait) {
}

// return position: abstract return type
fn bar() -> impl Trait {
}
}

匿名类型参数

函数可以使用 impl 后跟一组 trait 约束来声明参数具有匿名类型。调用者必须提供满足匿名类型参数声明的约束的类型，并且函数只能使用通过匿名类型参数的 trait 约束可用的方法。

例如，这两种形式几乎等效：

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

// generic type parameter
fn with_generic_type<T: Trait>(arg: T) {
}

// impl Trait in argument position
fn with_impl_trait(arg: impl Trait) {
}
}

也就是说，参数位置的 impl Trait 是泛型类型参数（如 <T: Trait>）的语法糖，只是该类型是匿名的，不出现在 GenericParams 列表中。

抽象返回类型

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

函数的每个可能返回值必须解析为相同的具体类型。

返回位置的 impl Trait 允许函数返回未装箱的抽象类型。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 trait 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。无法完全指定闭包的类型，只能使用 Fn trait。这意味着 trait 对象是必要的。然而，使用 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 trait 对象的缺点。

类似地，迭代器的具体类型可能变得非常复杂，包含链中所有先前迭代器的类型。返回 impl Iterator 意味着函数仅将 Iterator trait 暴露为其返回类型的约束，而不是显式指定涉及的所有其他迭代器类型。

Trait 和 trait 实现中的返回位置 impl Trait

Trait 中的函数也可以使用 impl Trait 作为匿名关联类型的语法。

Trait 中关联函数返回类型中的每个 impl Trait 都被脱糖为匿名关联类型。实现函数签名中出现的返回类型用于确定关联类型的值。

捕获

每个返回位置 impl Trait 抽象类型的背后是某个隐藏的具体类型。为了使此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 impl Trait 抽象类型自动捕获所有在作用域内的泛型参数，包括泛型类型、const 和生命周期参数（包括高阶参数）。

精确捕获

返回位置 impl Trait 抽象类型捕获的泛型参数集可以使用 use<..> 约束显式控制。如果存在，则只有列在 use<..> 约束中的泛型参数会被捕获。例如：

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

目前，约束列表中只能存在一个 use<..> 约束，必须包含所有在作用域内的类型和 const 泛型参数，并且必须包含出现在抽象类型其他约束中的所有生命周期参数。

在 use<..> 约束内，任何存在的生命周期参数必须出现在所有类型和 const 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，则可以存在。

由于必须按名称包含所有在作用域内的类型参数，因此 use<..> 约束不能在使用参数位置 impl Trait 的项的签名中使用，因为这些项在作用域内具有匿名类型参数。

Trait 定义中关联函数中存在的任何 use<..> 约束必须包含 trait 的所有泛型参数，包括 trait 的隐式 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，在返回位置两者之间存在显著差异。使用 impl Trait，与泛型类型参数不同，函数选择返回类型，调用者无法选择返回类型。

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。它不能是 let 绑定的类型、字段类型，也不能出现在类型别名中。