Rust中的關(guān)聯(lián)類型總結(jié)
1. 關(guān)聯(lián)類型簡介
關(guān)聯(lián)類型是定義通用 trait 的一種機(jī)制。它允許在 trait 中定義一個或多個占位符類型,這些類型將在 trait 的實(shí)現(xiàn)中具體化。這樣可以增強(qiáng)代碼的可讀性,因?yàn)樗梢詫⑷萜鲀?nèi)部的類型移動到 trait 中作為輸出類型。
例如,在下面的例子中有一個叫作 Graph 的 trait,它的節(jié)點(diǎn)和邊使用了兩個關(guān)聯(lián)類型。
trait Graph { type N; type E; fn has_edge(&self, n1: &Self::N, n2: &Self::N) -> bool; fn edges(&self, n: &Self::N) -> Vec<Self::E>; }
2. 關(guān)聯(lián)類型與泛型的區(qū)別
關(guān)聯(lián)類型和泛型都可以用來定義通用 trait,但它們之間存在一些區(qū)別。如果 trait 中包含泛型參數(shù),那么可以對同一個目標(biāo)類型多次 impl 此 trait,每次提供不同的泛型參數(shù)。而關(guān)聯(lián)類型方式只允許對目標(biāo)類型實(shí)現(xiàn)一次。如果 trait 中包含泛型參數(shù),那么在具體方法調(diào)用的時候,必須加以類型標(biāo)注以明確使用的是哪一個具體的實(shí)現(xiàn)。而關(guān)聯(lián)類型方式具體調(diào)用時不需要標(biāo)注類型(因?yàn)椴淮嬖谀@鈨煽傻那闆r)。
例如,假設(shè)你有一個叫做 MyNumeric 的類型。你可以在此類型上實(shí)現(xiàn) From、From、From 等多種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。但是對于關(guān)聯(lián)類型,一個類型只能實(shí)現(xiàn)一個 trait 一次。
trait A<T> { fn f(t: T) -> T; } struct S {} // 第一個實(shí)現(xiàn): A<String> impl A<String> for S { fn f(t: String) -> String { t } } // 第二個實(shí)現(xiàn):A<i32> impl A<i32> for S { fn f(t: i32) -> i32 { t } } trait A { type Item; fn f(t: Self::Item) -> Self::Item; } struct S {} impl A for S { type Item = i32; fn f(t: Self::Item) -> Self::Item { t } }
因此,在選擇使用關(guān)聯(lián)類型還是泛型時,需要根據(jù)具體情況進(jìn)行判斷。如果針對特定類型的 trait 有多個實(shí)現(xiàn)(例如 From),則使用泛型;否則使用關(guān)聯(lián)類型(例如 Iterator 和 Deref)。
3. 關(guān)聯(lián)類型的定義語法
關(guān)聯(lián)類型的定義語法如下:
trait Contains { type A; type B; fn contains(&self, _: &Self::A, _: &Self::B) -> bool; }
注意使用了 Contains trait 的函數(shù)就不需要寫出 A 或 B 了:
// 不使用關(guān)聯(lián)類型 fn difference<A, B, C>(container: &C) -> i32 where C: Contains<A, B>, { ... } // 使用關(guān)聯(lián)類型 fn difference<C: Contains>(container: &C) -> i32 { ... }
4. 關(guān)聯(lián)類型的使用場景
關(guān)聯(lián)類型可以用于多種場景,例如在定義通用容器時,可以使用關(guān)聯(lián)類型來表示容器內(nèi)部的元素類型。這樣可以增強(qiáng)代碼的可讀性,因?yàn)樗梢詫⑷萜鲀?nèi)部的類型移動到 trait 中作為輸出類型。
struct Container(i32, i32); trait Contains { type A; type B; fn contains(&self, _: &Self::A, _: &Self::B) -> bool; fn first(&self) -> i32; fn last(&self) -> i32; } impl Contains for Container { type A = i32; type B = i32; fn contains(&self, number_1: &i32, number_2: &i32) -> bool { (&self.0 == number_1) && (&self.1 == number_2) } fn first(&self) -> i32 { self.0 } fn last(&self) -> i32 { self.1 } }
5. 關(guān)聯(lián)類型與 trait 的配合使用
關(guān)聯(lián)類型可以與 trait 配合使用,這樣可以更好地表達(dá)代碼中的抽象概念。例如,在下面的例子中,我們定義了一個叫做 Contains 的 trait,它包含兩個關(guān)聯(lián)類型 A 和 B。然后我們定義了一個叫做 Container 的結(jié)構(gòu)體,并為它實(shí)現(xiàn)了 Contains trait。在實(shí)現(xiàn)過程中,我們指定了 A 和 B 的具體類型為 i32。
struct Container(i32, i32); trait Contains { type A; type B; fn contains(&self, _: &Self::A, _: &Self::B) -> bool; } impl Contains for Container { type A = i32; type B = i32; fn contains(&self, number_1: &i32, number_2: &i32) -> bool { (&self.0 == number_1) && (&self.1 == number_2) } }
6. 關(guān)聯(lián)類型的優(yōu)點(diǎn)
關(guān)聯(lián)類型有許多優(yōu)點(diǎn)。首先,它可以增強(qiáng)代碼的可讀性,因?yàn)樗梢詫⑷萜鲀?nèi)部的類型移動到 trait 中作為輸出類型。其次,它可以減少代碼的冗余,因?yàn)樗试S我們在定義通用 trait 時省略一些不必要的泛型參數(shù)。此外,它還可以提高代碼的靈活性,因?yàn)樗试S我們在實(shí)現(xiàn) trait 時指定關(guān)聯(lián)類型的具體類型。
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