泛型是一個(gè)編程語言不可或缺的機(jī)制。
C++ 語言中用"模板"來實(shí)現(xiàn)泛型，而 C 語言中沒有泛型的機(jī)制，這也導(dǎo)致 C 語言難以構(gòu)建類型復(fù)雜的工程。
泛型機(jī)制是編程語言用于表達(dá)類型抽象的機(jī)制，一般用于功能確定、數(shù)據(jù)類型待定的類，如鏈表、映射表等。
這是一個(gè)對整型數(shù)字選擇排序的方法：
fn max(array: &[i32]) -> i32 {
let mut max_index = 0;
let mut i = 1;
while i < array.len() {
if array[i] > array[max_index] {
max_index = i;
}
i += 1;
}
array[max_index]
}
fn main() {
let a = [2, 4, 6, 3, 1];
println!("max = {}", max(&a));
}運(yùn)行結(jié)果：
max = 6
這是一個(gè)簡單的取最大值程序，可以用于處理 i32 數(shù)字類型的數(shù)據(jù)，但無法用于 f64 類型的數(shù)據(jù)。通過使用泛型我們可以使這個(gè)函數(shù)可以利用到各個(gè)類型中去。但實(shí)際上并不是所有的數(shù)據(jù)類型都可以比大小，所以接下來一段代碼并不是用來運(yùn)行的，而是用來描述一下函數(shù)泛型的語法格式：
fn max<T>(array: &[T]) -> T {
let mut max_index = 0;
let mut i = 1;
while i < array.len() {
if array[i] > array[max_index] {
max_index = i;
}
i += 1;
}
array[max_index]
}在之前我們學(xué)習(xí)的 Option 和 Result 枚舉類就是泛型的。
Rust 中的結(jié)構(gòu)體和枚舉類都可以實(shí)現(xiàn)泛型機(jī)制。
struct Point<T> {
x: T,
y: T
}這是一個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)結(jié)構(gòu)體，T 表示描述點(diǎn)坐標(biāo)的數(shù)字類型。我們可以這樣使用：
let p1 = Point {x: 1, y: 2};
let p2 = Point {x: 1.0, y: 2.0};使用時(shí)并沒有聲明類型，這里使用的是自動(dòng)類型機(jī)制，但不允許出現(xiàn)類型不匹配的情況如下：
let p = Point {x: 1, y: 2.0};x 與 1 綁定時(shí)就已經(jīng)將 T 設(shè)定為 i32，所以不允許再出現(xiàn) f64 的類型。如果我們想讓 x 與 y 用不同的數(shù)據(jù)類型表示，可以使用兩個(gè)泛型標(biāo)識(shí)符：
struct Point<T1, T2> {
x: T1,
y: T2
}在枚舉類中表示泛型的方法諸如 Option 和 Result：
enum Option<T> {
Some(T),
None,
}
enum Result<T, E> {
Ok(T),
Err(E),
}結(jié)構(gòu)體與枚舉類都可以定義方法，那么方法也應(yīng)該實(shí)現(xiàn)泛型的機(jī)制，否則泛型的類將無法被有效的方法操作。
struct Point<T> {
x: T,
y: T,
}
impl<T> Point<T> {
fn x(&self) -> &T {
&self.x
}
}
fn main() {
let p = Point { x: 1, y: 2 };
println!("p.x = {}", p.x());
}運(yùn)行結(jié)果：
p.x = 1
注意，impl 關(guān)鍵字的后方必須有 <T>，因?yàn)樗竺娴?T 是以之為榜樣的。但我們也可以為其中的一種泛型添加方法：
impl Point<f64> {
fn x(&self) -> f64 {
self.x
}
}impl 塊本身的泛型并沒有阻礙其內(nèi)部方法具有泛型的能力：
impl<T, U> Point<T, U> {
fn mixup<V, W>(self, other: Point<V, W>) -> Point<T, W> {
Point {
x: self.x,
y: other.y,
}
}
}方法 mixup 將一個(gè) Point<T, U> 點(diǎn)的 x 與 Point<V, W> 點(diǎn)的 y 融合成一個(gè)類型為 Point<T, W> 的新點(diǎn)。
特性(trait)概念接近于 Java 中的接口(Interface)，但兩者不完全相同。特性與接口相同的地方在于它們都是一種行為規(guī)范，可以用于標(biāo)識(shí)哪些類有哪些方法。
特性在 Rust 中用 trait 表示：
trait Descriptive {
fn describe(&self) -> String;
}Descriptive 指定了實(shí)現(xiàn)者必須有是 describe(&self) -> String 方法。
我們用它實(shí)現(xiàn)一個(gè)結(jié)構(gòu)體：
struct Person {
name: String,
age: u8
}
impl Descriptive for Person {
fn describe(&self) -> String {
format!("{} {}", self.name, self.age)
}
}格式是：
impl <特性名> for <所實(shí)現(xiàn)的類型名>
Rust 同一個(gè)類可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)特性，每個(gè) impl 塊只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)。
這是特性與接口的不同點(diǎn)：接口只能規(guī)范方法而不能定義方法，但特性可以定義方法作為默認(rèn)方法，因?yàn)槭?quot;默認(rèn)"，所以對象既可以重新定義方法，也可以不重新定義方法使用默認(rèn)的方法：
trait Descriptive {
fn describe(&self) -> String {
String::from("[Object]")
}
}
struct Person {
name: String,
age: u8
}
impl Descriptive for Person {
fn describe(&self) -> String {
format!("{} {}", self.name, self.age)
}
}
fn main() {
let cali = Person {
name: String::from("Cali"),
age: 24
};
println!("{}", cali.describe());
}運(yùn)行結(jié)果：
Cali 24
如果我們將 impl Descriptive for Person 塊中的內(nèi)容去掉，那么運(yùn)行結(jié)果就是：
[Object]
很多情況下我們需要傳遞一個(gè)函數(shù)做參數(shù)，例如回調(diào)函數(shù)、設(shè)置按鈕事件等。在 Java 中函數(shù)必須以接口實(shí)現(xiàn)的類示例來傳遞，在 Rust 中可以通過傳遞特性參數(shù)來實(shí)現(xiàn)：
fn output(object: impl Descriptive) {
println!("{}", object.describe());
}任何實(shí)現(xiàn)了 Descriptive 特性的對象都可以作為這個(gè)函數(shù)的參數(shù)，這個(gè)函數(shù)沒必要了解傳入對象有沒有其他屬性或方法，只需要了解它一定有 Descriptive 特性規(guī)范的方法就可以了。當(dāng)然，此函數(shù)內(nèi)也無法使用其他的屬性與方法。
特性參數(shù)還可以用這種等效語法實(shí)現(xiàn)：
fn output<T: Descriptive>(object: T) {
println!("{}", object.describe());
}這是一種風(fēng)格類似泛型的語法糖，這種語法糖在有多個(gè)參數(shù)類型均是特性的情況下十分實(shí)用：
fn output_two<T: Descriptive>(arg1: T, arg2: T) {
println!("{}", arg1.describe());
println!("{}", arg2.describe());
}特性作類型表示時(shí)如果涉及多個(gè)特性，可以用 + 符號(hào)表示，例如：
fn notify(item: impl Summary + Display) fn notify<T: Summary + Display>(item: T)
注意：僅用于表示類型的時(shí)候，并不意味著可以在 impl 塊中使用。
復(fù)雜的實(shí)現(xiàn)關(guān)系可以使用 where 關(guān)鍵字簡化，例如：
fn some_function<T: Display + Clone, U: Clone + Debug>(t: T, u: U)
可以簡化成：
fn some_function<T, U>(t: T, u: U) -> i32 where T: Display + Clone, U: Clone + Debug
在了解這個(gè)語法之后，泛型章節(jié)中的"取最大值"案例就可以真正實(shí)現(xiàn)了：
trait Comparable {
fn compare(&self, object: &Self) -> i8;
}
fn max<T: Comparable>(array: &[T]) -> &T {
let mut max_index = 0;
let mut i = 1;
while i < array.len() {
if array[i].compare(&array[max_index]) > 0 {
max_index = i;
}
i += 1;
}
&array[max_index]
}
impl Comparable for f64 {
fn compare(&self, object: &f64) -> i8 {
if &self > &object { 1 }
else if &self == &object { 0 }
else { -1 }
}
}
fn main() {
let arr = [1.0, 3.0, 5.0, 4.0, 2.0];
println!("maximum of arr is {}", max(&arr));
}運(yùn)行結(jié)果：
maximum of arr is 5
Tip: 由于需要聲明 compare 函數(shù)的第二參數(shù)必須與實(shí)現(xiàn)該特性的類型相同，所以 Self （注意大小寫）關(guān)鍵字就代表了當(dāng)前類型（不是示例）本身。
特性做返回值格式如下：
fn person() -> impl Descriptive {
Person {
name: String::from("Cali"),
age: 24
}
}但是有一點(diǎn)，特性做返回值只接受實(shí)現(xiàn)了該特性的對象做返回值且在同一個(gè)函數(shù)中所有可能的返回值類型必須完全一樣。比如結(jié)構(gòu)體 A 與結(jié)構(gòu)體 B 都實(shí)現(xiàn)了特性 Trait，下面這個(gè)函數(shù)就是錯(cuò)誤的：
fn some_function(bool bl) -> impl Descriptive {
if bl {
return A {};
} else {
return B {};
}
}impl 功能十分強(qiáng)大，我們可以用它實(shí)現(xiàn)類的方法。但對于泛型類來說，有時(shí)我們需要區(qū)分一下它所屬的泛型已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的方法來決定它接下來該實(shí)現(xiàn)的方法：
struct A<T> {}
impl<T: B + C> A<T> {
fn d(&self) {}
}這段代碼聲明了 A<T> 類型必須在 T 已經(jīng)實(shí)現(xiàn) B 和 C 特性的前提下才能有效實(shí)現(xiàn)此 impl 塊。