Rust 中的“基本类型”是什么？

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我在某个地方学到了“基本类型”这个术语（及其属性

#[fundamental]
），现在我想了解更多有关它的信息。我依稀记得这是关于在某些情况下放松连贯性规则的。我认为引用类型是非常基本的类型。

不幸的是，网络搜索并没有给我带来多大帮助。 Rust 参考文献没有提到它（据我所知）。我刚刚发现了关于创建元组基本类型的问题和引入该属性的 RFC。然而，RFC 有一个关于基本类型的段落：

  • A 
    #[fundamental]
    类型 
    Foo
    是一种使用毯子的类型 impl over 
    Foo
    是一个重大改变。如上所述， 
    &
    和 
    &mut
    是 基本的。该属性将应用于 
    Box
    ，使得 
    Box
    在一致性方面，其行为与 
    &
    和 
    &mut
    相同。

我发现这些措辞相当难以理解，感觉我需要深入了解完整的 RFC 才能理解基本类型的这一点。我希望有人能用更简单的术语解释基本类型（当然，不要简化太多）。这个问题也可以作为一个很容易找到的知识。

为了理解基本类型，我想回答这些问题（当然，除了主要的“它们是什么？”问题之外）：

  • 基本类型可以比非基本类型做得更多吗？
  • 作为库作者，我可以通过将我的某些类型标记为 
    #[fundamental]
    来以某种方式受益吗？
  • 核心语言或标准库中的哪些类型是基础类型？
rust
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通常，如果库具有泛型类型 

Foo<T>
，下游 crate 无法在其上实现特征，即使 
T
是某种本地类型。例如，

(

crate_a
)

struct Foo<T>(pub t: T)

(

crate_b
)

use crate_a::Foo;

struct Bar;

// This causes an error
impl Clone for Foo<Bar> {
    fn clone(&self) -> Self {
        Foo(Bar)
    }
}

对于在操场上运行的具体示例（即给出错误），

use std::rc::Rc;

struct Bar;

// This causes an error
// error[E0117]: only traits defined in the current crate
// can be implemented for arbitrary types
impl Default for Rc<Bar> {
    fn default() -> Self {
        Rc::new(Bar)
    }
}

（游乐场）

这通常使包作者能够添加（一揽子）特征的实现，而不会破坏下游包。如果最初不确定类型是否应该实现特定特征，但后来发现它应该实现，那么这非常有用。例如，我们可能有某种数字类型，它最初没有实现 

num-traits
的特征。这些特征可以稍后添加，无需进行重大更改。

但是，在某些情况下，库作者希望下游 crate 能够自行实现特征。这就是 

#[fundamental]
属性的用武之地。当放置在类型上时，当前未为该类型实现的任何特征都不会被实现（除非进行重大更改）。因此，只要类型参数是本地的，下游 crate 就可以实现该类型的特征（有一些复杂的规则来决定哪些类型参数对此有效）。由于基本类型不会实现给定的特征，因此可以自由地实现该特征，而不会导致一致性问题。

例如，

Box<T>
被标记为
#[fundamental]
，因此以下代码（类似于上面的
Rc<T>
版本）可以工作。 
Box<T>
没有实现 
Default
（除非 
T
实现 
Default
），所以我们可以假设它将来不会实现，因为 
Box<T>
是基础。请注意，为 
Default
实现 
Bar
会导致问题，因为那时 
Box<Bar>
已经实现了 
Default
。

struct Bar;

impl Default for Box<Bar> {
    fn default() -> Self {
        Box::new(Bar)
    }
}

（游乐场）

另一方面，特征也可以用

#[fundamental]
来标记。这对于基本类型具有双重意义。如果任何类型当前未实现基本特征，则可以假设该类型将来不会实现它（同样，除非发生重大更改）。 Rust RFC #1023 有一些关于如何在实践中使用它的解释。在代码（下面链接）中，
FnMut
用注释 
so that regex can rely that `&str: !FnMut`
标记为基础。 
Regex::replace
方法允许替换为字符串或函数，如果不是这样，那么这将不起作用，因为它们会发生冲突。

理论上，如果 

Add
特征被标记为基本特征（已经讨论过），那么这可以用于在尚不具有该特征的事物之间实现加法。例如，添加 
[MyNumericType; 3]
（逐点），这在某些情况下可能很有用（当然，使 
[T; N]
成为基础也可以实现这一点）。

原始基本类型是 

&T
、
&mut T
（有关所有通用原始类型的演示，请参阅 here）。在标准库中，
Box<T>
和
Pin<T>
也被标记为基本。

标准库中的基本特征是 

Sized
、
Fn<T>
、
FnMut<T>
、
FnOnce<T>
 和 
Generator
。

请注意，

#[fundamental]
属性目前不稳定。跟踪问题是 issue #29635。

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