Rust学习（五）：泛型、trait

1、泛型：

相信小伙伴们一定还记得，之前我们实现了一个add函数，并指定了参数类型为：i32：

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fn add(x:i32, y:i32) ->i32 {
    x + y
}

这里我们就会遇到一个问题，如果我们想为两个f64类型的变量进行加法运算，那么就必须为这两个f64类型的变量重载这个add函数：

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fn add(x:f64, y:f64) ->f64 {
    x + y
}

完成函数的重载之后，就可以正常对两个f64类型的变量使用add()方法进行加法运算了！但是，如果我们要为所有数值类型的变量都实现这样一个add函数，难道要逐个类型的进行函数重载吗？那整个代码将变得过于冗余和难以管理，在Rust中为了处理这种重复性的问题，引出了泛型的概念。

泛型是对具体类型或者属性的抽象替代，实际使用中只需要表达泛型的属性，而不需要在编写代码时知道实际上是什么类型，举一个具体的例子，比如有一所学校，要求所有学生都要穿着校服进校，这时学校是对学生全体进行的要求，无论是男生，还是女生，都要穿着校服进校，此时男生就像i32类型，女生就是f64类型，而学生就是对男生和女生抽象出来的泛型。

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//通过泛型实现add函数：
fn add<T>(x:T, y:T) ->T {
    x + y
}

上面这个函数就可以完美实现各种数值类型的数据的加法运算，在函数声明中，add后面的尖括号里存放的就是泛型参数T（实际上这里和形参一样，T，E，G...都可以）了，旨在向编译器说明这是一个泛型函数，将泛型的概念拓展开来，也可以使用到其他类型的程序组件：

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// 泛型枚举：
enum Result<T, E> {  //可以看到泛型参数可以不止一个
    Ok(T),
    Err(E),
}

// 泛型结构体：
struct Point<T> {
    x: T,
    y: T,
}

事实上，即便引入了泛型的概念，依然不能完全解决add函数的问题，可以试想一下：如果传入的参数是两个字符类型呢？那么编译器必然会直接报错（一点面子都不给，doge）。下面我们介绍的trait就可以实现对泛型的一种定义和限制。

2、trait：

trait可以被译为特性（似乎没有一个官方的中午翻译，特性一词可能较为符合），trait由常量，方法和类型三部分组成，它定义了一种抽象的接口，这种抽象既可以被类型实现，也可以直接继承默认实现。rust通过trait、impl可以实现类似于C++、python等语言中class中封装、继承和多态的功能，因此具备了面向对象编程的可能，下面定义了老师和学生两种类型（结构体），并实现了打招呼的trait:

rust 复制代码

trait Greete {
    //定义打招呼的trait
    fn say_hello(&self) {
        println!("Nice to see you!");
    }
}

//定义Teacher和Student类型：
struct Teacher {
    edu: i32,
    teach: i32,
}

struct Student {
    edu: i32,
}

impl Greete for Student {} //学生类型直接继承Greete的say_hello打招呼方法
impl Greete for Teacher {
    // 教师类型要重载say_hello方法：
    fn say_hello(&self) {
        println!("Nice to see you, too!");
    }
}

fn main() {
    let s = Student {edu:3};
    let t = Teacher {edu:30, teach:5};
    s.say_hello();
    t.say_hello();
}

好了，现在我们对trait已经有了一个基础的（模糊的，这部分确实难）理解，现在让我们来解决在泛型中遇到的问题，如何通过trait来约束泛型：

rust 复制代码

// 泛型约束：
fn outer_say_hello<T:Greete>(t:$T) {
    t.say_hello();
}

let stu = Student{edu:12};
outer_say_hello(&stu);

在约束函数outer_say_hello函数加上了泛型约束T:Greete，表明只有实现了Greete这个trait的类型T才能调用say_hello函数，这种泛型约束被称为trait bound。当然，trait bound还有一种语法糖使用方法：impl trait，我们用这种方式，来实现对add函数的约束：

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fn add(x: &impl Addable, y: &impl Addable) {
    x + y
}

trait和类型都可能有很多个，为了避免在尖括号过长，影响代码的可读性，rust提供了where方法：

rust 复制代码

fn some_func<T, U>(x: T, y: U) 
	where T: trait1 + trait2
		  U: trait1
{
    do_some_work();
}

泛型和trait在rust中相当重要，需要仔细理解和体悟。