Rust Trait

Rust trait 是Rust語言的一個特性(性狀),它描述了它可以提供的每種類型的功能。
性狀類似於其他語言中定義的接口的特徵。
性狀是一種對方法簽名進行分組以定義一組行爲的方法。
使用trait關鍵字定義性狀。

trait的語法:

trait trait_name  
//body of the trait.

在上面的例子中,聲明特徵後跟特徵(性狀)名稱。 在大括號內,聲明方法簽名以描述實現特徵的類型的行爲。

下面來看一個簡單的例子:

struct Triangle  
{  
  base : f64,  
  height : f64,  
}  
trait HasArea  
{  
  fn area(&self)->f64;  
}  

impl HasArea for Triangle  
{  
  fn area(&self)->f64  
  {  
    0.5*(self.base*self.height)  
  }  
}  
fn main()  
{  
  let a = Triangle{base:10.5,height:17.4};  
  let triangle_area = a.area();  
  println!("Area of a triangle is {}",triangle_area);   
}

執行上面示例代碼,得到以下結果 -

Area of a triangle is 91.35

在上面的例子中,聲明瞭一個HasArea性狀,其中包含area()函數的聲明。 HasArea是在Triangle類型上實現的。 通過使用結構的實例,即a.area()簡單地調用area()函數。

性狀作爲參數

特徵(性狀)也可以用作許多不同類型的參數。

上面的例子實現了HasArea性狀,它包含了area()函數的定義。 可以定義調用area()函數的calculate_area()函數,並使用實現HasArea特徵的類型的實例調用area()函數。

下面來來看看語法:

fn calculate_area(item : impl HasArea)  
  println!("Area of the triangle is : {}",item.area());  
}

性狀限制了通用函數

性狀很有用,因爲它們描述了不同方法的行爲。 但是,通用函數不遵循此約束。 通過一個簡單的場景來理解這一點:

fn calculate_area<T>( item : T)  
   println!(?Area of a triangle is {}?, item.area());

在上面的例子中,Rust編譯器拋出「沒有找到類型爲T的方法的錯誤」。 如果將性狀綁定到泛型T,則可以解決以下錯誤:

fn calculate_area<T : HasArea> (item : T)  
{  
    println!("Area of a triangle is {} ",item.area());  
}

在上面的例子中,<T:HasArea>表示T可以是任何實現HasArea性狀的類型。 Rust編譯器知道任何實現HasArea性狀的類型都有一個area()函數。

下面來看一個簡單的例子:

trait HasArea  
{  
  fn area(&self)->f64;  
}  
struct Triangle  
{  
  base : f64,  
  height : f64,  
}  

impl HasArea for Triangle  
{  
  fn area(&self)->f64  
  {  
    0.5*(self.base*self.height)  
  }  
}  
struct Square  
{  
  side : f64,  
}  

impl HasArea for Square  
{  
  fn area(&self)->f64  
  {  
     self.side*self.side  
  }  
}  
fn calculate_area<T : HasArea>(item : T)  
{  
  println!("Area is : {}",item.area());  
}  

fn main()  
{  
  let a = Triangle{base:10.5,height:17.4};  
  let b = Square{side : 4.5};  
  calculate_area(a);  
  calculate_area(b);  
}

執行上面示例代碼,得到以下結果 -

Area is : 91.35
Area is : 20.25

在上面的例子中,calculate_area()函數在T上是通用的。

實施性狀的規則

實現性狀有兩個限制:

  • 如果範圍中未定義性狀,則無法在任何數據類型上實現該性狀。

下面來看一個簡單的例子:

use::std::fs::File;  
fn main()  
{  
  let mut f = File::create("hello.txt");  
  let str = "Yiibai";  
  let result = f.write(str);  
}

執行上面示例代碼,得到以下結果 -

error : no method named 'write' found.
           let result = f.write(str);

在上面的例子中,Rust編譯器拋出一個錯誤,即"no method named 'write' found"use::std::fs::File;, 命名空間不包含write()方法。 因此,需要使用Write trait來刪除編譯錯誤。

  • 正在實現的性狀必須定義。 例如:如果定義HasArea性狀,那麼要爲i32類型實現這個性狀。 但是,無法爲類型i32實現Rust定義的toString性狀,因爲類型和性狀沒有在包中定義。

多個性狀界限

使用'+'運算符。

如果想綁定多個性狀,可使用+運算符。

下面來看一個簡單的例子:

use std::fmt::{Debug, Display};  
fn compare_prints<T: Debug + Display>(t: &T)  
{  
    println!("Debug: '{:?}'", t);  
    println!("Display: '{}'", t);  
}  

fn main() {  
    let string = "Yiibai";  
    compare_prints(&string);  
}

執行上面示例代碼,輸出結果如下 -

Debug: ' "Yiibai"'
Display: ' Yiibai'

在上面的示例中,DisplayDebug特性通過使用+運算符限制爲類型T

使用where子句。

  • 使用出現在括號{之前的where子句來編寫綁定。
  • where子句也可以應用於任意類型。
  • 當使用where子句時,它使語法比普通語法更具表現力。

如下代碼 -

fn fun<T: Display+Debug, V: Clone+Debug>(t:T,v:V)->i32  
//block of code;

在上述情況下使用where時:

fn fun<T, V>(t:T, v:V)->i32  
  where T : Display+ Debug,   
             V : Clone+ Debug  

       //block of code;

在上面的例子中,使用where子句的第二種情況使程序更具表現力和可讀性。

下面來看看一個簡單的例子:

trait Perimeter  
{  
  fn a(&self)->f64;  
}  
struct Square  
{  
  side : f64,  
}  
impl Perimeter for Square  
{  
  fn a(&self)->f64  
  {  
    4.0*self.side  
  }  
}  
struct Rectangle  
{  
 length : f64,  
 breadth : f64,  
}  
impl Perimeter for Rectangle  

{  
 fn a(&self)->f64  
 {  
   2.0*(self.length+self.breadth)  
 }  
}  
fn print_perimeter<Square,Rectangle>(s:Square,r:Rectangle)  
  where Square : Perimeter,  
        Rectangle : Perimeter  
        {  
          let r1 = s.a();  
          let r2 = r.a();  
          println!("Perimeter of a square is {}",r1);  
          println!("Perimeter of a rectangle is {}",r2);  
        }  
fn main()  
{  
    let sq = Square{side : 6.2};  
    let rect = Rectangle{length : 3.2,breadth:5.6};  
    print_perimeter(sq,rect);  
}

執行上面示例代碼,得到以下結果 -

Perimeter of a square is 24.8
Perimeter of a rectangle is 17.6

默認方法

可以將默認方法添加到性狀定義的方法定義爲已知。
示例代碼:

trait Sample  

  fn a(&self);  
  fn b(&self)  
  {  
      println!("Print b");  
  }

在上面的例子中,默認行爲被添加到性狀定義中。 還可以覆蓋默認行爲。下面通過一個例子看看這個場景:

trait Sample  
{  
 fn a(&self);  
 fn b(&self)  
 {  
   println!("Print b");  
 }   
}   

struct Example  
{  
 a:i32,  
 b:i32,  
}  



impl Sample for Example  
{  
  fn a(&self)  
  {  
    println!("Value of a is {}",self.a);  
  }  

  fn b(&self)  
  {  
    println!("Value of b is {}",self.b);  
  }  
}  
fn main()  
{  
  let r = Example{a:5,b:7};  
  r.a();  
  r.b();    
}

執行上面示例代碼,得到以下結果 -

Value of a is : 5
Value of b is : 7

在上面的例子中,b()函數的行爲是在被覆蓋的性狀中定義的。 因此得出結論,可覆蓋性狀中定義的方法。

繼承

從另一個性狀派生的性狀稱爲繼承。 有時,有必要實現另一個性狀的性狀。 如果想從’A’性狀繼承’B’性狀,那麼它看起來像:

trait B : A;

參考以下一段完整的代碼 -

trait A  
{  
  fn f(&self);  
}  
trait B : A  
{  
  fn t(&self);  
}  
struct Example  
{  
  first : String,  
  second : String,  
}  
impl A for Example  
{  
  fn f(&self)  
  {  

   print!("{} ",self.first);  
  }  

 }  
 impl B for Example  
 {  
  fn t(&self)  
  {  
    print!("{}",self.second);  
  }  
}  
fn main()  
{  
  let s = Example{first:String::from("Yiibai"),second:String::from("tutorial")};  
  s.f();  
  s.t();  
}

執行上面示例代碼,得到以下結果 -

Yiibai tutorial

在上面的例子中,程序實現’B’性狀。 因此,它還需要實現’A’性狀。 如果程序沒有實現’A’性狀,則Rust編譯器會拋出錯誤。

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