PhantomDataとtrait境界

いつもだったらTwitterで「にゃーん」といっておしまいにしてしまう些細な引っ掛かりを，敢えて書き起こしてみる．

TL:DR

PhantomData<T>のTのtrait境界のせいで実装した（と思った）Clone, Copyがはがされて悲しかった😢という話．

playgroundのサンプルコード．

導入

例えば，様々なエンティティのIDとなる型をジェネリクスを使って定義したとする． PhantomDataはその名の通り実態のない型である．（Rust By Example参照）

#[derive(Debug, Clone, Copy, PertialEq, Eq, Ord, PertialOrd, Hash)]
pub struct Id<T> {
    id: u32,
    _marker: PhantomData<T>,
}

Userというエンティティの場合，以下のようにIdを利用する．

#[derive(Debug)]
pub struct User {
    pub id: Id<Self>,
    pub name: String,
}

このイディオム？を利用すると大量のSomeEntityIdみたいなstructの定義をサボることができる．

悲しかったこと

これが出来ない．

fn main() {
    let user = User::new();
    let user_id = user.id.clone();
    println!("{:?}, {:?}", user, user_id);
}

こんなエラーを吐く．

error[E0599]: the method `clone` exists for struct `Id<User>`, but its trait bounds were not satisfied
  --> src/main.rs:39:27
   |
6  | pub struct Id<T> {
   | ----------------
   | |
   | method `clone` not found for this
   | doesn't satisfy `Id<User>: Clone`
...
21 | pub struct User {
   | --------------- doesn't satisfy `User: Clone`
...
39 |     let user_id = user.id.clone();
   |                           ^^^^^ method cannot be called on `Id<User>` due to unsatisfied trait bounds
   |
note: the following trait bounds were not satisfied because of the requirements of the implementation of `Clone` for `_`:
      `User: Clone`
  --> src/main.rs:5:17
   |
5  | #[derive(Debug, Clone, Copy, PartialEq, Eq, Ord, PartialOrd, Hash)]
   |                 ^^^^^
   = help: items from traits can only be used if the trait is implemented and in scope
   = note: the following trait defines an item `clone`, perhaps you need to implement it:
           candidate #1: `Clone`
   = note: this error originates in the derive macro `Clone` (in Nightly builds, run with -Z macro-backtrace for more info)
help: consider annotating `User` with `#[derive(Clone)]`
   |
21 | #[derive(Clone)]
   |

要は，Id<T>にはCloneが実装されているが，UserにはCloneが実装されていないため，Id<User>では， Cloneがはがされて？怒られている．（これはCopyや，そのたderiveしたはずのtraitでも同様である．）

つまり，Id<User>の中の，_marker: PhantomData<User>にCloneが実装されていないことが問題となっている¹． しかし，PhantomDataは実態のない型であって，実際のところ id: u32がCloneできるのだから，Clone出来てしまって欲しかった😢 （これが出来てしまったらそれはそれで問題な気もするが，どう問題になるのかまでは考えていない）

おわりに

というわけで，このケースでCloneする裏ワザがあったら教えてください (Id<T>をやめる，impl Clone for User，impl Clone for Id<User>を除く)．