Trait与生命周期

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目录

Trait

定义trait

默认实现

trait作为参数

Trait Bound语法

通过+指定多个 trait bound

通过where简化 trait bound

返回实现了 trait 的类型

生命周期

生命周期避免了悬垂引用

函数中泛型生命周期

生命周期标记语法

函数签名中的生命周期标注

结构体定义中生命周期标注

生命周期省略

静态生命周期

结合泛型类型参数、trait bounds 和生命周期

😃Trait

trait 告诉 Rust 编译器某个特定类型拥有可能与其他类型共享的功能。可以通过 trait 以一种抽象的方式定义共享的行为

注意：trait 类似于其他语言中常被称为 接口（interfaces）的功能，虽然有一些不同。

❗️定义trait

一个类型的行为由其可供调用的方法构成。如果可以对不同类型调用相同的方法的话，这些类型就可以共享相同的行为了。trait 定义是一种将方法签名组合起来的方法，目的是定义一个实现某些目的所必需的行为的集合。

pub trait Summary {
    fn summarize(&self) -> String;
}

这里使用 trait 关键字来声明一个 trait，后面是 trait 的名字，在这个例子中是 Summary。在大括号中声明描述实现这个 trait 的类型所需要的行为的方法签名，在这个例子中是 fn summarize(&self) -> String。

默认实现

fn main() {
pub trait Summary {
    fn summarize(&self) -> String {
        String::from("(Read more...)")
    }
}
}

trait作为参数

使用 trait 来接受多种不同类型的参数

pub fn notify(item: impl Summary) {
    println!("Breaking news! {}", item.summarize());
}

对于 item 参数，我们指定了 impl 关键字和 trait 名称，而不是具体的类型。该参数支持任何实现了指定 trait 的类型。在 notify 函数体中，可以调用任何来自 Summary trait 的方法，比如 summarize。我们可以传递任何 Newsarticle 或 Tweet 的实例来调用 notify。任何用其它如 String 或 i32 的类型调用该函数的代码都不能编译，因为它们没有实现 Summary。

Trait Bound语法

impl Trait 语法适用于直观的例子，它实际上是一种较长形式语法的语法糖。我们称为 trait bound，它看起来像：

pub fn notify(item: T) {
    println!("Breaking news! {}", item.summarize());
}

通过+指定多个 trait bound

如果 notify 需要显示 item 的格式化形式，同时也要使用 summarize 方法，那么 item 就需要同时实现两个不同的 trait：Display 和 Summary。这可以通过 + 语法实现：

pub fn notify(item: impl Summary + Display) {

+ 语法也适用于泛型的 trait bound：

pub fn notify(item: T) {

通过指定这两个 trait bound，notify 的函数体可以调用 summarize 并使用 {} 来格式化 item。

通过where简化 trait bound

每个泛型有其自己的 trait bound，所以有多个泛型参数的函数在名称和参数列表之间会有很长的 trait bound 信息，这使得函数签名难以阅读。为此，Rust 有另一个在函数签名之后的 where 从句中指定 trait bound 的语法

fn some_function(t: T, u: U) -> i32
    where T: Display + Clone,
          U: Clone + Debug
{

返回实现了 trait 的类型

也可以在返回值中使用 impl Trait 语法，来返回实现了某个 trait 的类型：

fn returns_summarizable() -> impl Summary {
    Tweet {
        username: String::from("horse_ebooks"),
        content: String::from("of course, as you probably already know, people"),
        reply: false,
        retweet: false,
    }
}

生命周期

生命周期的概念从某种程度上说不同于其他语言中类似的工具，毫无疑问这是 Rust 最与众不同的功能。

生命周期避免了悬垂引用

生命周期的主要目标是避免悬垂引用，它会导致程序引用了非预期引用的数据

{
    let r;
    {
        let x = 5;
        r = &x;
    }
    println!("r: {}", r);
}

会出现错误，：“x dose not live long enough

函数中泛型生命周期

下面这个代码是会报错的

fn main() {
    let string1 = String::from("abcd");
    let string2 = "xyz";
    let result = longest(string1.as_str(), string2);
    println!("The longest string is {}", result);
}
fn longest(x: &str, y: &str) -> &str {
    if x.len() > y.len() {
        x
    } else {
        y
    }
}

因为 Rust 并不知道将要返回的引用是指向 x 或 y。事实上我们也不知道，因为函数体中 if 块返回一个 x 的引用而 else 块返回一个 y 的引用！

当我们定义这个函数的时候，并不知道传递给函数的具体值，所以也不知道到底是 if 还是 else 会被执行。我们也不知道传入的引用的具体生命周期

生命周期标记语法

生命周期标注并不改变任何引用的生命周期的长短。与当函数签名中指定了泛型类型参数后就可以接受任何类型一样，当指定了泛型生命周期后函数也能接受任何生命周期的引用。生命周期标注描述了多个引用生命周期相互的关系，而不影响其生命周期。

&i32        // 引用
&'a i32     // 带有显式生命周期的引用
&'a mut i32 // 带有显式生命周期的可变引用

函数签名中的生命周期标注

就像泛型类型参数，泛型生命周期参数需要声明在函数名和参数列表间的尖括号中

fn longest  y.len() {
        x
    } else {
        y
    }
}

结构体定义中生命周期标注

需要为结构体定义中的每一个引用添加生命周期标注

struct ImportantExcerpt &'a i32。

fn main() {
let s: &'static str = "I have a static lifetime.";
}

fn main() {
use std::fmt::Display;
fn longest_with_an_announcement y.len() {
        x
    } else {
        y
    }
}
}