曖昧性が生じる例

この記事で扱うのは、型情報がないと曖昧性があるような名前の解決である。まずは例を挙げる。

メソッド記法は以下のような曖昧性がある。

trait Foo {
    fn f(&self) { println!("Foo"); }
}
trait Bar {
    fn f(&self) { println!("Bar"); }
}
struct A;
impl Foo for A {}

fn main() {
    let x = A;
    x.f();
}

この例では、 A::f() が Foo::f と Bar::f のいずれを指しているかを決定するために、 x の型を決定した上でトレイト実装を検索する必要がある。

メンバ変数は以下のような曖昧性がある。

struct A {
    m: u32,
}
struct B {
    m: u16,
}

fn main() {
    let x = A { m: 0 };
    println!("{}", std::mem::size_of_val(&x.m));
}

この例では、 x.m が A と B のどちらのメンバ変数 m であるかを決定するために、 x の型を決定する必要がある。

関連型(関連アイテムの一種)は以下のような曖昧性がある。

trait Foo {
    type X;
}
trait Bar {
    type X;
}

fn f<T:Foo>() { println!("{}", std::mem::size_of::<T::X>()); }
fn g<T:Bar>() { println!("{}", std::mem::size_of::<T::X>()); }

struct A;
impl Foo for A {
    type X = u16;
}
impl Bar for A {
    type X = u32;
}

fn main() {
    f::<A>();
}

この例では、 T::X が <T as Foo>::X なのか <T as Bar>::X なのかを決定するために、 T のtrait boundを参照する必要がある。

メソッド(関連アイテムの一種)は以下のような曖昧性がある。

trait Foo {
    fn f() { println!("Foo"); }
}
trait Bar {
    fn f() { println!("Bar"); }
}
struct A;
impl Foo for A {}

fn main() {
    A::f();
}

この例では、 A::f() が Foo::f と Bar::f のいずれを指しているかを決定するために、トレイト実装を検索する必要がある。

トレイトの列挙

以下に挙げる名前解決のうちの一部では、「スコープ内にある利用可能なトレイト」の一覧を出す必要のあるものがある。この処理は、assemble_extension_candidates_for_traits_in_scopeで行われている。この一覧は、 def_map と同様の trait_map という変数に計算済みのものがあり、これを取り出している。

trait_map の計算は rustc_resolve::Resolver::get_traits_containing_item で行われている。これによると、検索範囲は

自身のいるモジュール
自身のいるモジュールの祖先
prelude (明示的に除外しない限り)

であることがわかる。

この中で、所望の識別子を含んでいるトレイトのみが、 trait_map に追加されている。

所望の識別子を含んでいても、もとの型がそのトレイトを実装していなければ採択されない。この処理は consider_candidates 内の consider_probe で行われている。

pick_methodによると、上記の条件を満たしたトレイトが複数あると基本的にエラーになる。ただし、inherent implとtrait implで衝突した場合は、inherent implが優先される。

メソッド記法の解決

メソッド記法の解決はやや複雑であり、「名前解決」から離れる面もあるためこの記事では深入りしない。メソッド記法を処理する部分のREADME にそれなりに説明がある。

要点は、自動デリファレンスと自動リファレンスやunsizingなどの自動変換によりいくつかの候補となる型が生成され、それらに優先順位がつけられる。それぞれの型について、上に挙げたようなトレイトの検索が行われる。

メンバ変数の解決

rustc_typeck::check の check_field で解決される。これが呼ばれた時点で、もとの構造体の型が判明していると仮定している。

メソッドの解決

型以外の関連ジャイテムの解決は rustc_typeck::check::resolve_ty_and_def_ufcs で行われる。この処理はさらに rustc_typeck::check::method::probeのprobe_for_name に移譲される。あとは上で説明したように、該当する実装が1つあったときだけ採用される。

まとめ

Rustの識別子の中には、型に依存して解決されるものがある。これらは比較的アドホックな方法で解決されており、型の明示が必要な原因のひとつになっていると思われる。

簡潔なQ

Rustの名前解決(4/5) メソッド記法とメンバ変数と関連アイテムの解決

曖昧性が生じる例

トレイトの列挙

メソッド記法の解決

メンバ変数の解決

関連型の解決

メソッドの解決

まとめ