实践解析丨 Rust 内置 trait：PartialEq 和 Eq

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发布于: 2021 年 03 月 23 日

摘要：Rust 在很多地方使用了 traits, 从非常浅显的操作符重载, 到 Send, Sync 这种非常微妙的特性。

本文分享自华为云社区《Rust 内置 trait 解析：PartialEq 和 Eq》，原文作者：debugzhang。

Rust 在很多地方使用了 traits, 从非常浅显的操作符重载,到 Send, Sync 这种非常微妙的特性。一些 traits 是可以被自动派生的(你只需要写 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Debug,Default, Hash, ...)]就能得到一个神奇的实现, 它通常是对的。

PartialEq 和 Eq 这两个 Traits 的名称实际上来自于抽象代数中的等价关系和局部等价关系，实际上两者的区别仅有一点，即是否在相等比较中是否满足反身性（Reflexivity）。

PartialEq

/// [`eq`]: PartialEq::eq/// [`ne`]: PartialEq::ne#[lang = "eq"]#[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]#[doc(alias = "==")]#[doc(alias = "!=")]#[rustc_on_unimplemented(    message = "can't compare `{Self}` with `{Rhs}`",    label = "no implementation for `{Self} == {Rhs}`")]pub trait PartialEq<Rhs: ?Sized = Self> {    /// This method tests for `self` and `other` values to be equal, and is used    /// by `==`.    #[must_use]    #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]    fn eq(&self, other: &Rhs) -> bool;
    /// This method tests for `!=`.    #[inline]    #[must_use]    #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]    fn ne(&self, other: &Rhs) -> bool {        !self.eq(other)    }}

复制代码

如果我们想比较某个类型的两个值 x 和 y 是否相等（不等），例如：x == y (x != y)，那么我们就必须为类型实现 PartialEq Trait。

PartialEq 可使用 #[derive]来交由编译器实现，当一个 struct 在进行相等比较时，会对其中每一个字段进行比较；如果遇到枚举时，还会对枚举所拥有的数据进行比较。

我们也可以自己实现 PartialEq，实现时只需要实现判断是否相等的函数 fn eq(&self, other: &Self) -> bool ，Rust 会自动提供 fnne(&self, other: &Self) -> bool。例子如下：

enum BookFormat {    Paperback,    Hardback,    Ebook,}
struct Book {    isbn: i32,    format: BookFormat,}
impl PartialEq for Book {    fn eq(&self, other: &Self) -> bool {        self.isbn == other.isbn    }}

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Eq

pub trait Eq: PartialEq<Self> {    // this method is used solely by #[deriving] to assert    // that every component of a type implements #[deriving]    // itself, the current deriving infrastructure means doing this    // assertion without using a method on this trait is nearly    // impossible.    //    // This should never be implemented by hand.    #[doc(hidden)]    #[inline]    #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]    fn assert_receiver_is_total_eq(&self) {}}

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实现 Eq 的前提是已经实现了 PartialEq，因为实现 Eq 不需要额外的代码，只需要在实现了 PartialEq 的基础上告诉编译器它的比较满足自反性就可以了。对于上面的例子只需要：#[derive(Eq)]或 impl Eq for Book {}。

enum BookFormat {    Paperback,    Hardback,    Ebook,}
struct Book {    isbn: i32,    format: BookFormat,}
impl PartialEq for Book {    fn eq(&self, other: &Self) -> bool {        self.isbn == other.isbn    }}
impl Eq for Book {}

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PartialEq 和 Eq

这两个 Traits 的名称实际上来自于抽象代数中的等价关系和局部等价关系。

等价关系（equivalence relation）即设 \displaystyle RR 是某个集合 \displaystyle AA 上的一个二元关系。若 \displaystyle RR 满足以下条件：

1. 自反性：\displaystyle \forall x\inA,~~xRx∀x∈A, xRx

2. 对称性：\displaystyle \forall x,y\inA,~~xRy~~\implies ~~yRx∀x,y∈A, xRy ⟹ yRx

3. 传递性：\displaystyle \forall x,y,z\inA,~~~(xRy~~\wedge ~~yRz)~~\implies ~~xRz∀x,y,z∈A, (xRy ∧ yRz) ⟹ xRz

则称 \displaystyle RR 是一个定义在 \displaystyle AA 上的等价关系。

并非所有的二元关系都是等价关系， Eq 和 PartialEq 的区别在于是否在相等比较中是否满足自反性，即 x== x。

例如对于浮点类型，Rust 只实现了 PartialEq 而没有实现 Eq，原因在于 NaN!= Nan，不满足自反性。

Eq 相比 PartialEq 需要额外满足反身性，即 a== a，对于浮点类型，Rust 只实现了 PartialEq 而不是 Eq，原因就是 NaN!= NaN。

Eq 和 Hash

当一个类型同时实现了 Eq 和 Hash 时，该类型满足下列特性：

k1 == k2 -> hash(k1) == hash(k2)

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即，当两个 key 相等时，它们的哈希值必然相等。Rust 里的 HashMap 和 HashSet 都依赖该特性。

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发布于: 2021 年 03 月 23 日阅读数: 8

原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/c0f4896e917f9794f9edc5660】。文章转载请联系作者。

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