【Rust自学】10.3. trait Pt.1:trait的定义、约束与实现
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题外话:trait的概念非常非常非常重要!!!整个第10章全都是Rust的重难点!!!

10.3.1. 什么是trait
trait意为特征、特质。trait用来向Rust编译器描述某种类型具有哪些并且可以与其它类型共享的功能。trait可以以抽象的方式来定义共享的行为。
与trait相关的还有trait bounds(约束)的概念,它可以将泛型类型参数指定为实现了特定行为的类型。换句话说就是要求泛型的类型参数实现了某些triat。
Rust里的trait与其他语言的接口(interface)有点类似,但还是有区别的。
10.3.2. 定义一个trait
类型的行为由该类型本身可调用的方法来组成。有时候在不同的类型上都具有相同的方法,这时候就称这些类型共享了相同的行为。trait提供了一种方式可以把一些方法放到一起,从而定义实现某种目的所必需的一种行为。
- 定义trait使用关键字
trait,在trait的定义内只有方法签名,没有具体实现 - trait可以有多个方法,每个方法占一行,以
;结尾 - 实现该trait的类型必须提供具体的方法实现,也就是必须有方法体
看个例子:
pub trait Summary {fn summarize(&self) -> String;
}
trait前面加上pub代表公共的,这个trait的名字是Summary,里面有一个方法的签名叫summerize,除了&self之外没有其他参数,返回类型是String,然后加一个;就结束了这个签名,它没有方法体,也就是没有具体的实现。当然一个trait下可以有很多个方法签名:
pub trait Summary {fn summarize(&self) -> String;fn summarize1(&self) -> String;fn summarize2(&self) -> String;//......
}
10.3.3. 在类型上实现trait
在类型上实现trait与为类型实现方法很类似,但是也有不同之处。
为类型实现方法的写法是impl关键字后面跟着类型就可以了:
impl Yyyy {....}
而在类型上实现trait的写法是:
impl Xxxx for Yyyy {....}
Xxxx指的是trait的名Yyyy指的是类型的名- 在花括号内需要对trait里的方法签名写下具体的实现
看个例子(lib.rs):
pub trait Summary {fn summarize(&self) -> String;
}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)}
}
- 结构体
NewsArticle表示新闻文章,它有4个字段:headline标题、location地点、author作者、content内容 - 结构体
Tweet表示推特(现在是X了)推文,它有四个字段:username用户名、content内容、reply是否有回复、retweet是否是转发
这两个结构体类型肯定不同,里面的字段大部分也不同。但是它们都可以有一个同样的行为——提取摘要Summary,所以就分别在这两个类型上实现Summary这个trait。
impl Summary for NewsArticle {fn summarize(&self) -> String {format!("{}, by {} ({})", self.headline, self.author, self.location)}
}
这一段是在NewsArticle实现trait,因为在定义trait时写了summarize的方法签名,所以在这里就得写具体的实现:使用format!这个宏将self.headline、self.author和self.location组成一个字符串返回。
impl Summary for Tweet {fn summarize(&self) -> String {format!("{}: {}", self.username, self.content)}
}
这一段是在Tweet上实现trait,也是一样的写summarize的具体实现:使用format!这个宏将self.username和self.content组成一个字符串返回。
然后来到main.rs,看它们实例的调用:
use RustStudy::{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());
}
记住在main函数里使用之前要先引入作用域,写法是:
use 你的package名::...::你需要的模块
你的package名就是Cargo.toml里的项目名,把它复制下来即可
这里引入Summary是因为使用了在Summary这个trait下的summarize方法;引入Tweet是因为使用了Tweet这个结构体。
看一下输出:
1 new tweet: horse_ebooks: of course, as you probably already know, people
10.3.4. trait的约束
想要在某个类型上实现某个trait的前提条件是:
- 这个类型(比如说
Tweet类型)或这个trait(让Vector实现本地的Summary)是在本地crate里定义的 - 无法为外部类型实现外部trait。比如说在本地库里为标准库的
Vector实现标准库的Displaytrait。
这个限制是程序属性的一部分(也就是一致性)。更具体的说是孤儿原则,之所以这么命名是因为它的父类型并没有定义在当前库中。这个规则确保了其他人的代码不能随意破坏你的代码,反之亦然。如果没有这个规则,两个crate可以为同一个类型实现同一个trait,Rust就不知道应该使用哪个实现。
10.3.5. 默认实现
有些时候,为trait中的某些或者是所有方法提供默认行为是非常有用的,它可以使我们无需为每一个类型的实现都提供自定义的行为。我们可以针对某些特定的类型实现trait里的方法。
当我们为某些类型实现trait时,我们可以选择保留或是重载每个方法的默认实现。
之前的写法是:
pub trait Summary {fn summarize(&self) -> String;
}
之前的写法只写了方法的签名,没有写实现,而其实可以给它写一个默认的实现
默认实现:
pub trait Summary {fn summarize(&self) -> String {String::from("(Read more...)")}
}
这里的默认实现就是返回一个字符串"(Read more…)"
由于这个方法在trait里面已经有一个默认实现了,所以在具体的类型上就可以直接采用这个默认实现,而不进行自己的实现。
以NewsArticle为例,原本它有自己的实现(或者叫做默认实现的重写的实现):
impl Summary for NewsArticle {fn summarize(&self) -> String {format!("{}, by {} ({})", self.headline, self.author, self.location)}
}
只要删掉这个具体实现就可以让NewsArticle用默认实现:
impl Summary for NewsArticle {}
还有一点需要知道,默认实现的方法可以调用trait中其它的方法,即使这些方法没有默认实现:
pub trait Summary {fn summerize_author(&self) -> Stringfn summarize(&self) -> String {String::from("(Read more from {}...)", self.summerize_author())}
}
在summarize的默认实现里调用了summerize_author,即使它只是一个签名,没有具体实现。但如果想要在类型上实现summerize的话就需要先写summerize_author的实现:
impl Summary for NewsArticle {fn summerize_author(&self) -> String {format!("@{}", self.author)}
}
PS:由于NewsArticle的summarize使用的是默认实现,所以就不需要在这里写summerize的默认实现了
这个写法有一点注意:无法从方法的重写实现里面调用默认的实现
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