From 7a729e03b6245063ca380035c1877e9a01820577 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Cupid Valentine Date: Thu, 10 Oct 2024 23:52:26 +0800 Subject: [PATCH] feat: add rust trait --- app/tag-data.json | 2 +- data/blog/rust-trait.mdx | 297 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 2 files changed, 298 insertions(+), 1 deletion(-) create mode 100644 data/blog/rust-trait.mdx diff --git a/app/tag-data.json b/app/tag-data.json index bde6450..0c74740 100644 --- a/app/tag-data.json +++ b/app/tag-data.json @@ -1 +1 @@ -{ "rust": 2, "frontend": 1 } +{ "rust": 3, "frontend": 1 } diff --git a/data/blog/rust-trait.mdx b/data/blog/rust-trait.mdx new file mode 100644 index 0000000..06464eb --- /dev/null +++ b/data/blog/rust-trait.mdx @@ -0,0 +1,297 @@ +--- +title: 理解rust中的trait +date: 2024-10-10 +tags: ['rust'] +draft: false +summary: '本文介绍了Rust中的trait概念，解释其作用并通过示例展示如何定义和实现trait。' +--- + + + +## 什么是trait + +Traits在Rust中是一个非常重要的概念,可以将其理解为TypeScript中接口(interface)的加强版。Traits定义了一组方法,这些方法描述了某种行为。任何类型都可以实现(implement)一个trait,从而获得这种行为。让我们通过一个简单的例子来理解Traits: + +```rust + +// 定义一个名为"Describable"的trait +trait Describable { + // 这个trait只有一个方法 + fn describe(&self) -> String; +} + +// 定义一个结构体Person +struct Person { + name: String, + age: u32, +} + +// 为Person实现Describable trait +impl Describable for Person { + fn describe(&self) -> String { + format!("我叫{},今年{}岁", self.name, self.age) + } +} + +// 定义另一个结构体Car +struct Car { + brand: String, + model: String, +} + +// 为Car也实现Describable trait +impl Describable for Car { + fn describe(&self) -> String { + format!("这是一辆{}牌的{}型号汽车", self.brand, self.model) + } +} + +fn main() { + let person = Person { name: String::from("xx"), age: 30 }; + let car = Car { brand: String::from("xxx"), model: String::from("xxx") }; + + println!("{}", person.describe()); + println!("{}", car.describe()); +} +``` +在这个例子中: + +- 我们定义了一个Describable trait,它只有一个方法describe。 + +- 我们创建了两个不同的结构体:Person和Car。 + +- 我们为这两个结构体都实现了Describable trait。这意味着它们都必须提供describe方法的具体实现。 + +- 在main函数中,我们可以调用这两个不同类型的describe方法。 + +Traits的强大之处在于它们允许我们定义共享行为,而不需要关心具体的类型。这在泛型编程中特别有用。例如: + +```rust +fn print_description(item: &T) { + println!("描述: {}", item.describe()); +} + +fn main() { + let person = Person { name: String::from("李四"), age: 25 }; + let car = Car { brand: String::from("本田"), model: String::from("思域") }; + + print_description(&person); + print_description(&car); +} +``` +在这个例子中,print_description函数可以接受任何实现了Describable trait的类型。这就是Rust中的"trait约束"。Traits还可以用于: + +- 默认方法实现 + +- 继承(通过trait继承) + +- 运算符重载 + +- 标记traits(没有任何方法的traits) + +总的来说,Traits是Rust中实现多态性的主要方式,它们提供了一种灵活且强大的方法来定义共享行为。对于熟悉TypeScript的程序员来说,可以将Traits理解为更强大、更灵活的接口。 + +## 它和 impl xxx {}有什么区别 + +trait 和 impl 是 Rust 中两个相关但不同的概念： + +trait（特征）： + +- 定义一组方法签名，表示某种行为。 + +- 类似于 TypeScript 中的接口（interface）。 + +- 可以被多个不同的类型实现。 + +impl（实现）： + +- 用于为特定类型实现方法或 trait。 + +- 可以直接为类型实现方法，也可以为类型实现某个 trait。 + +主要区别： + +用途： + +- trait 用于定义共享行为。 + +- impl 用于实现具体行为。 + +关系： + +- trait 定义了"什么"（接口）。 + +- impl 定义了"如何"（实现）。 + +独立性： + +- impl 可以独立使用，为类型直接添加方法。 + +- trait 通常需要 impl 来为具体类型实现其定义的行为。 + +让我们通过一个例子来说明这些区别： + +```rust +// 定义一个 trait +trait Greetable { + fn greet(&self) -> String; +} + +// 定义一个结构体 +struct Person { + name: String, +} + +// 为 Person 直接实现方法（不使用 trait） +impl Person { + fn new(name: String) -> Self { + Person { name } + } + + fn get_name(&self) -> &str { + &self.name + } +} + +// 为 Person 实现 Greetable trait +impl Greetable for Person { + fn greet(&self) -> String { + format!("你好，我是 {}！", self.name) + } +} + +fn main() { + let person = Person::new(String::from("xxx")); + + // 调用直接实现的方法 + println!("名字: {}", person.get_name()); + + // 调用通过 trait 实现的方法 + println!("{}", person.greet()); +} +``` + +在这个例子中： + +- trait Greetable `{...}` 定义了一个特征，指定了 greet 方法的签名。 + +- impl Person `{ ... }`直接为 Person 结构体实现了 new 和 get_name 方法。这种实现不涉及任何 trait。 + +- impl Greetable for Person `{ ... }` 为 Person 实现了 Greetable trait，提供了 greet 方法的具体实现。 + +关键点： + +- impl 可以单独使用，为类型直接添加方法（如 new 和 get_name）。 + +- trait 定义了一组行为（如 Greetable），但需要通过 impl Trait for Type 语法为具体类型实现。 + +- 一个类型可以有多个 impl 块，既可以直接实现方法，也可以实现多个不同的 traits。 + +总结： + +- trait 是定义共享行为的方式。 + +- impl 是实现行为的方式，既可以直接为类型实现方法，也可以为类型实现 trait。 + +理解这两个概念及其关系对于掌握 Rust 的面向对象编程和多态性至关重要。 + +## 时候用impl什么时候用trait +假设我们正在开发一个简单的图形应用程序，其中有不同的形状（如圆形和矩形），我们希望为这些形状计算面积和周长。 + +### 使用 impl 的场景 + +当你只需要为一个特定类型定义方法时，可以直接使用 impl。例如，为 Circle 和 Rectangle 定义特定的方法： + +```rust +struct Circle { + radius: f64, +} + +impl Circle { + fn area(&self) -> f64 { + std::f64::consts::PI * self.radius * self.radius + } + + fn circumference(&self) -> f64 { + 2.0 * std::f64::consts::PI * self.radius + } +} + +struct Rectangle { + width: f64, + height: f64, +} + +impl Rectangle { + fn area(&self) -> f64 { + self.width * self.height + } + + fn perimeter(&self) -> f64 { + 2.0 * (self.width + self.height) + } +} +``` + +在这里，我们为 Circle 和 Rectangle 直接实现了各自的 area 和 circumference（或 perimeter）方法。这种方式适用于每个类型都有自己特定的行为实现。 + +### 使用 trait 的场景 + +当你希望定义一组共享行为，并让多个类型实现这些行为时，使用 trait 是更好的选择。例如，定义一个 Shape trait 来统一 area 和 perimeter 的接口： + +```rust +trait Shape { + fn area(&self) -> f64; + fn perimeter(&self) -> f64; +} + +impl Shape for Circle { + fn area(&self) -> f64 { + std::f64::consts::PI * self.radius * self.radius + } + + fn perimeter(&self) -> f64 { + 2.0 * std::f64::consts::PI * self.radius + } +} + +impl Shape for Rectangle { + fn area(&self) -> f64 { + self.width * self.height + } + + fn perimeter(&self) -> f64 { + 2.0 * (self.width + self.height) + } +} +``` +在这个例子中： + +- trait Shape 定义了 area 和 perimeter 方法的接口。 + +- impl Shape for Circle 和 impl Shape for Rectangle 为 Circle 和 Rectangle 实现了 Shape trait。 + +### 何时使用 impl 和 trait + +- 使用 impl：当你只需要为一个特定类型定义方法，而不需要与其他类型共享这些方法时。 + +- 使用 trait：当你希望定义一组共享行为，并让多个类型实现这些行为时。trait 提供了一种统一的接口，使得不同类型可以通过相同的方式进行操作。 + +通过使用 trait，你可以编写更通用的代码。例如，你可以编写一个函数来处理任何实现了 Shape trait 的类型： + +```rust +fn print_shape_info(shape: &impl Shape) { + println!("Area: {}", shape.area()); + println!("Perimeter: {}", shape.perimeter()); +} + +fn main() { + let circle = Circle { radius: 5.0 }; + let rectangle = Rectangle { width: 4.0, height: 6.0 }; + + print_shape_info(&circle); + print_shape_info(&rectangle); +} +``` + +在这个例子中，print_shape_info 函数可以接受任何实现了 Shape trait 的类型，从而实现了多态性。 \ No newline at end of file