10.1 trait关键字

10.1 trait关键字

trait与具体类型

使用trait定义一个特征：

1. trait HasArea {
2. fn area(&self) -> f64;
3. }

trait里面的函数可以没有函数体，实现代码交给具体实现它的类型去补充：

1. struct Circle {
2. x: f64,
3. y: f64,
4. radius: f64,
5. }

7. impl HasArea for Circle {
8. fn area(&self) -> f64 {
9. std::f64::consts::PI * (self.radius * self.radius)
10. }
11. }

13. fn main() {
14. let c = Circle {
15. x: 0.0f64,
16. y: 0.0f64,
17. radius: 1.0f64,
18. };
19. println!("circle c has an area of {}", c.area());
20. }

注: &self表示的是area这个函数会将调用者的借代引用作为参数

这个程序会输出：

1. circle c has an area of 3.141592653589793

trait与泛型

我们了解了Rust中trait的定义和使用，接下来我们介绍一下它的使用场景，从中我们可以窥探出接口这特性带来的惊喜

我们知道泛型可以指任意类型，但有时这不是我们想要的，需要给它一些约束。

泛型的trait约束

1. use std::fmt::Debug;
2. fn foo<T: Debug>(s: T) {
3. println!("{:?}", s);
4. }

Debug是Rust内置的一个trait，为”{:?}”实现打印内容，函数foo接受一个泛型作为参数，并且约定其需要实现Debug

多trait约束

可以使用多个trait对泛型进行约束：

1. use std::fmt::Debug;
2. fn foo<T: Debug + Clone>(s: T) {
3. s.clone();
4. println!("{:?}", s);
5. }

<T: Debug + Clone>中Debug和Clone使用+连接，标示泛型T需要同时实现这两个trait。

where关键字

约束的trait增加后，代码看起来就变得诡异了，这时候需要使用where从句：

1. use std::fmt::Debug;
2. fn foo<T: Clone, K: Clone + Debug>(x: T, y: K) {
3. x.clone();
4. y.clone();
5. println!("{:?}", y);
6. }

8. // where 从句
9. fn foo<T, K>(x: T, y: K) where T: Clone, K: Clone + Debug {
10. x.clone();
11. y.clone();
12. println!("{:?}", y);
13. }

15. // 或者
16. fn foo<T, K>(x: T, y: K)
17. where T: Clone,
18. K: Clone + Debug {
19. x.clone();
20. y.clone();
21. println!("{:?}", y);
22. }

trait与内置类型

内置类型如：i32, i64等也可以添加trait实现，为其定制一些功能：

1. trait HasArea {
2. fn area(&self) -> f64;
3. }

5. impl HasArea for i32 {
6. fn area(&self) -> f64 {
7. *self as f64
8. }
9. }

11. 5.area();

这样的做法是有限制的。Rust 有一个“孤儿规则”：当你为某类型实现某 trait 的时候，必须要求类型或者 trait 至少有一个是在当前 crate 中定义的。你不能为第三方的类型实现第三方的 trait 。

在调用 trait 中定义的方法的时候，一定要记得让这个 trait 可被访问。

1. let mut f = std::fs::File::open("foo.txt").ok().expect("Couldn’t open foo.txt");
2. let buf = b"whatever"; //  buf: &[u8; 8]
3. let result = f.write(buf);
4. # result.unwrap();

这里是错误：

1. error: type `std::fs::File` does not implement any method in scope named `write`
2. let result = f.write(buf);
3. ^~~~~~~~~~

我们需要先use这个Write trait：

1. use std::io::Write;

3. let mut f = std::fs::File::open("foo.txt").expect("Couldn’t open foo.txt");
4. let buf = b"whatever";
5. let result = f.write(buf);
6. # result.unwrap(); // ignore the error

这样就能无错误地编译了。

trait的默认方法

1. trait Foo {
2. fn is_valid(&self) -> bool;

4. fn is_invalid(&self) -> bool { !self.is_valid() }
5. }

is_invalid是默认方法，Foo的实现者并不要求实现它，如果选择实现它，会覆盖掉它的默认行为。

trait的继承

1. trait Foo {
2. fn foo(&self);
3. }

5. trait FooBar : Foo {
6. fn foobar(&self);
7. }

这样FooBar的实现者也要同时实现Foo：

1. struct Baz;

3. impl Foo for Baz {
4. fn foo(&self) { println!("foo"); }
5. }

7. impl FooBar for Baz {
8. fn foobar(&self) { println!("foobar"); }
9. }

derive属性

Rust提供了一个属性derive来自动实现一些trait，这样可以避免重复繁琐地实现他们，能被derive使用的trait包括：Clone, Copy, Debug, Default, Eq, Hash, Ord, PartialEq, PartialOrd

1. #[derive(Debug)]
2. struct Foo;

4. fn main() {
5. println!("{:?}", Foo);
6. }