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目录
Trait简介
定义一个Trait
在类型上实现trait
实现trait的约束
默认实现
trait作为参数
Trait Bound语法
通过+指定多个trait bound
通过where简化trait bound
实现Trait作为返回类型
使用Trait Bound有条件的实现方法
Trait简介
trait 定义了某个特定类型拥有可能与其他类型共享的功能。可以通过 trait 以一种抽象的方式定义共同行为。可以使用 trait bounds 指定泛型是任何拥有特定行为的类型。
注意:trait 类似于其他语言中的常被称为 接口(interfaces)的功能,虽然有一些不同。
Trait :抽象的定义共享行为。 Trait bounds(约束):泛型类型参数指定为实现特定行为的参数。 Trait与其他语言的接口(interface)类似,但有些区别。
定义一个Trait
一个类型的行为由其可供调用的方法构成。如果可以对不同类型调用相同的方法的话,这些类型就可以共享相同的行为了。trait 定义是一种将方法签名组合起来的方法,目的是定义一个实现某些目的所必需的行为的集合。
展示了一个表现这个概念的公有 Summary trait 的定义:
pub trait Summary {
fn summarize(&self) -> String;
}
在方法签名后跟分号,而不是在大括号中提供其实现。接着每一个实现这个 trait 的类型都需要提供其自定义行为的方法体,编译器也会确保任何实现 Summary trait 的类型都拥有与这个签名的定义完全一致的 summarize 方法。
trait 体中可以有多个方法:一行一个方法签名且都以分号结尾。
只有只有方法签名,没有具体实现。
实现该trait的类型必须提供具体的方法实现。
在类型上实现trait
pub struct NewsArticle {
pub headline: String,
pub location: String,
pub author: String,
pub content: String,
}
impl Summary for NewsArticle {
fn summarize(&self) -> String {
format!("{}, by {} ({})", self.headline, self.author, self.location)
}
}
pub struct Tweet {
pub username: String,
pub content: String,
pub reply: bool,
pub retweet: bool,
}
impl Summary for Tweet {
fn summarize(&self) -> String {
format!("{}: {}", self.username, self.content)
}
}
在类型上实现 trait 类似于实现与 trait 无关的方法。区别在于 impl 关键字之后,我们提供需要实现 trait 的名称,接着是 for 和需要实现 trait 的类型的名称。在 impl 块中,使用 trait 定义中的方法签名,不过不再后跟分号,而是需要在大括号中编写函数体来为特定类型实现 trait 方法所拥有的行为。
实现trait的约束
现在库在 NewsArticle 和 Tweet 上实现了Summary trait,crate 的用户可以像调用常规方法一样调用 NewsArticle 和 Tweet 实例的 trait 方法了。唯一的区别是 trait 必须和类型一起引入作用域以便使用额外的 trait 方法。这是一个二进制 crate 如何利用 aggregator 库 crate 的例子:
use aggregator::{Summary, Tweet};
fn main() {
let tweet = Tweet {
username: String::from("horse_ebooks"),
content: String::from(
"of course, as you probably already know, people",
),
reply: false,
retweet: false,
};
println!("1 new tweet: {}", tweet.summarize());
}
不能为外部类型实现外部 trait。例如,不能在 aggregator crate 中为 Vec
默认实现
有时为 trait 中的某些或全部方法提供默认的行为,而不是在每个类型的每个实现中都定义自己的行为是很有用的。这样当为某个特定类型实现 trait 时,可以选择保留或重载每个方法的默认行为。
pub trait Summary {
fn summarize(&self) -> String {
String::from("(Read more...)")
}
}
如果想要对 NewsArticle 实例使用这个默认实现,可以通过 impl Summary for NewsArticle {} 指定一个空的 impl 块。
默认实现允许调用相同 trait 中的其他方法,哪怕这些方法没有默认实现。
pub trait Summary {
fn summarize_author(&self) -> String;
fn summarize(&self) -> String {
format!("(Read more from {}...)", self.summarize_author())
}
}
为了使用这个版本的 Summary,只需在实现 trait 时定义 summarize_author 即可:
impl Summary for Tweet {
fn summarize_author(&self) -> String {
format!("@{}", self.username)
}
}
注意无法从相同方法的重载实现中调用默认方法。
trait作为参数
pub fn notify(item: &impl Summary) {
println!("Breaking news! {}", item.summarize());
}
对于 item 参数,我们指定了 impl 关键字和 trait 名称,而不是具体的类型。该参数支持任何实现了指定 trait 的类型。适用于简单的情况。
Trait Bound语法
impl Trait 语法适用于直观的例子,它实际上是一种较长形式我们称为 trait bound语法的语法糖。它看起来像:
pub fn notify
println!("Breaking news! {}", item.summarize());
}
这与之前的例子相同,不过稍微冗长了一些。trait bound 与泛型参数声明在一起,位于尖括号中的冒号后面。
impl Trait 很方便,适用于短小的例子。更长的 trait bound 则适用于更复杂的场景。
pub fn notify(item1: &impl Summary, item2: &impl Summary) {
这适用于 item1 和 item2 允许是不同类型的情况(只要它们都实现了 Summary)。不过如果你希望强制它们都是相同类型呢?这只有在使用 trait bound 时才有可能:
pub fn notify
通过+指定多个trait bound
如果 notify 需要显示 item 的格式化形式,同时也要使用 summarize 方法,那么 item 就需要同时实现两个不同的 trait:Display 和 Summary。
pub fn notify(item: &(impl Summary + Display)) {
+ 语法也适用于泛型的 trait bound:
pub fn notify
通过where简化trait bound
使用过多的 trait bound 也有缺点。每个泛型有其自己的 trait bound,所以有多个泛型参数的函数在名称和参数列表之间会有很长的 trait bound 信息,这使得函数签名难以阅读。为此,Rust 有另一个在函数签名之后的 where 从句中指定 trait bound 的语法。所以除了这么写:
fn some_function
还可以像这样使用 where 从句:
fn some_function
where
T: Display + Clone,
U: Clone + Debug,
{
实现Trait作为返回类型
fn returns_summarizable() -> impl Summary {
Tweet {
username: String::from("horse_ebooks"),
content: String::from(
"of course, as you probably already know, people",
),
reply: false,
retweet: false,
}
}
返回一个只是指定了需要实现的 trait 的类型的能力在闭包和迭代器场景十分的有用不过。
这只适用于返回单一类型的情况。
使用Trait Bound有条件的实现方法
通过使用带有 trait bound 的泛型参数的 impl 块,可以有条件地只为那些实现了特定 trait 的类型实现方法。
use std::fmt::Display;
struct Pair
x: T,
y: T,
}
impl
fn new(x: T, y: T) -> Self {
Self { x, y }
}
}
impl
fn cmp_display(&self) {
if self.x >= self.y {
println!("The largest member is x = {}", self.x);
} else {
println!("The largest member is y = {}", self.y);
}
}
}
也可以对任何实现了特定 trait 的类型有条件地实现 trait。对任何满足特定 trait bound 的类型实现 trait 被称为 blanket implementations,它们被广泛的用于 Rust 标准库中。
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