30 天拿下 Rust 之泛型

2024-05-29
安徽
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概述

在 Rust 语言中，泛型是一种强大的工具，它允许我们编写可复用且灵活的代码。通过泛型，我们可以创建适用于多种类型的数据结构和函数，而无需为每种类型都重复编写相同的逻辑。在 Rust 中，泛型通过指定类型参数来实现，这些类型参数会在编译时被具体类型所替换。

泛型函数

泛型函数允许我们定义可以在多种类型上操作的函数，而无需为每种类型单独编写函数。在函数签名中，我们可以使用类型参数来指定可以接受哪些类型。

use std::fmt::Display;
// 泛型函数，T是类型参数fn print_value<T: Display>(value: T) {    println!("value is: {}", value);}
fn main() {    // 使用整数类型打印    print_value(666);
    // 使用字符串类型打印    print_value("GOOD");}

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在上面的示例代码中，T 是一个类型参数，它实现了 Display 特征。当调用 print_value 函数时，编译器会根据传入的实际参数类型推断出 T 的具体类型。

泛型结构体

除了泛型函数，Rust 还允许我们定义泛型结构体。在泛型结构体中，我们可以使用类型参数来声明字段。

struct Block<T> {    value: T}
fn main() {    // 包含整数类型值的Block    let block1 = Block { value: 66 };    println!("{}", block1.value);
    // 包含字符串类型值的Block    let block2 = Block { value: "GOOD".to_string() };    println!("{}", block2.value);}

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在上面的示例代码中，我们首先定义了一个名为 Block 的泛型结构体，它有一个类型为 T 的字段 value。然后，我们可以创建包含不同类型值的 Block 实例。最后，我们打印输出了 Block 实例的 value 字段。

在 Rust 中，我们还可以定义具有多个类型参数的泛型函数或结构体。

struct CustomPair<T, U> {    first: T,    second: U,}
impl<T, U> CustomPair<T, U> {    fn new(first: T, second: U) -> Self {        CustomPair { first, second }    }}
fn main() {     // 创建一个CustomPair，第一个是整数类型，第二个是字符串类型     let pair1 = CustomPair::new(66, "GOOD".to_string());     // 输出：66 GOOD     println!("{} {}", pair1.first, pair1.second);
     // 创建一个CustomPair，第一个是字符串类型，第二个是浮点数类型     let pair2: CustomPair<String, f64> = CustomPair::new("sin".to_string(), 3.14);     // 输出：sin 3.14     println!("{} {}", pair2.first, pair2.second);}

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在上面的示例代码中，T 和 U 是独立的类型参数。当实例化这样的泛型时，编译器会根据实际传入的类型推断出这些类型参数的具体类型。创建 CustomPair 类型的实例 pair1 时，第一个是整数类型，第二个是字符串类型。创建 CustomPair 类型的实例 pair2 时，第一个是字符串类型，第二个是浮点数类型。

泛型方法

泛型方法是指在泛型结构体或泛型枚举上定义的方法，它可以使用结构体或枚举中的类型参数。

struct Container<T> {    value: T,}
impl<T> Container<T> {    // 接受任何类型T作为输入，返回该类型的引用    fn get_value(&self) -> &T {        &self.value    }
    // 接受另一个Container作为输入    fn replace_with<U>(&mut self, other: Container<U>)    where        T: Copy,        U: Into<T>,    {        let new_value = other.value.into();        self.value = new_value;    }}
fn main() {    let mut container1 = Container { value: 66 };    // 输出：66    println!("{}", container1.get_value());
    let container2 = Container { value: "GOOD".to_string() };    container1.replace_with(Container { value: 100 });    // 输出：100    println!("{}", container1.get_value());}

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在上面的示例代码中，Container 结构体有一个类型参数 T。get_value 方法是一个泛型方法，因此适用于所有类型的 Container 实例。replace_with 方法也是一个泛型方法，但它通过 where 子句引入了更多的类型约束。

1、T: Copy 约束表明方法操作的类型 T 必须实现 Copy 特征。

2、U: Into<T>约束意味着第二个 Container 的类型参数 U 可以转换为 T。

通过这样的泛型方法，我们可以编写更加通用、可复用的代码，在不同的数据类型上都表现出一致的行为。

在本篇的内容中，我们实际上已经接触到了不少特征的概念，比如：Display 特征、Copy 特征等。在下一篇文章中，我们将详细介绍 Rust 的特征，也就是 Trait。

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原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/bc358726fe562bd2c76f8ad5a】。文章转载请联系作者。

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一起学习，一起成长，一起进步！ 2024-05-21 加入

中国科学技术大学毕业，在客户端、运营级平台、Web开发、嵌入式开发、深度学习、人工智能、音视频编解码、图像处理、流媒体等多个领域具备实战开发经验和技术积累，共发表发明专利十余项，软件著作权几十项。

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