• 泛型
    • 泛型函数
    • 泛型结构体(Generic structs)
    • 消除歧义(Resolving ambiguities)

    泛型

    generics.md


    commit 23a7a7bdb6a6a43cd7efdd9176b1d3f75d9d0e70

    有时,当你编写函数或数据类型时,我们可能会希望它能处理多种类型的参数。幸运的是,Rust有一个能给我们更好选择的功能:泛型。泛型在类型理论中叫做参数多态parametric polymorphism),它意味着它们是对于给定参数(parametric)能够有多种形式(poly是多,morph是形态)的函数或类型。

    不管怎么样,类型理论就说这么多,现在我们来看些泛型代码。Rust 标准库提供了一个范型的类型——Option<T>

    1. enum Option<T> {
    2. Some(T),
    3. None,
    4. }

    之前你已见过几次的<T>部分代表它是一个泛型数据类型。在上面的枚举声明中,每当我们看到T,我们用这个类型代替我们泛型中使用的类型。下面是一个使用Option<T>的例子,它带有额外的类型标注:

    1. let x: Option<i32> = Some(5);

    在类型声明中,我们看到Option<i32>。注意它与Option<T>的相似之处。在这个特定的Option中,T的值为i32。在绑定的右侧,我们用了Some(T),其中T5。因为它是i32型的,两边类型相符,所以皆大欢喜。如果不相符,我们会得到一个错误:

    1. let x: Option<f64> = Some(5);
    2. // error: mismatched types: expected `core::option::Option<f64>`,
    3. // found `core::option::Option<_>` (expected f64 but found integral variable)

    这并不意味着我们不能写用f64Option<T>!只是类型必须相符:

    1. let x: Option<i32> = Some(5);
    2. let y: Option<f64> = Some(5.0f64);

    这样就好了。一处定义,到处使用。

    不一定只有一个类型是泛型的。想想Rust标准库中另一个类似的Result<T, E>类型:

    1. enum Result<T, E> {
    2. Ok(T),
    3. Err(E),
    4. }

    这里有两个泛型类型:TE。另外,大写字母可以是任何你喜欢的(大写)字母。我们可以定义Result<T, E>为:

    1. enum Result<A, Z> {
    2. Ok(A),
    3. Err(Z),
    4. }

    如果你想这么做的话。惯例告诉我们第一个泛型参数应该是T,代表type,然后我们用E来代表error。然而,Rust 并不管这些。

    Result<T, E>意图作为计算的返回值,并为了能够在不能工作时返回一个错误。

    泛型函数

    我们可以用熟悉的语法编写一个获取泛型参数的函数:

    1. fn takes_anything<T>(x: T) {
    2. // Do something with `x`.
    3. }

    语法有两部分:<T>代表“这个函数带有一个泛型类型”,而x: T代表“xT类型的”。

    多个参数可以有相同的泛型类型:

    1. fn takes_two_of_the_same_things<T>(x: T, y: T) {
    2. // ...
    3. }

    我们可以写一个获取多个(泛型)类型的版本:

    1. fn takes_two_things<T, U>(x: T, y: U) {
    2. // ...
    3. }

    泛型结构体(Generic structs)

    你也可以在一个struct中储存泛型类型:

    1. struct Point<T> {
    2. x: T,
    3. y: T,
    4. }
    5. let int_origin = Point { x: 0, y: 0 };
    6. let float_origin = Point { x: 0.0, y: 0.0 };

    与函数类似,<T>是我们声明的泛型参数,而我们也接着在类型定义中使用x: T

    当你想要给泛型struct增加一个实现时,你可以在impl声明类型参数:

    1. # struct Point<T> {
    2. # x: T,
    3. # y: T,
    4. # }
    5. #
    6. impl<T> Point<T> {
    7. fn swap(&mut self) {
    8. std::mem::swap(&mut self.x, &mut self.y);
    9. }
    10. }

    目前为止你已经见过了支持几乎任何类型的泛型。他们在很多地方都是有用的:你已经见过了Option<T>,接下来你还将见到像Vec<T>这样的通用容器类型。另一方面,通常你想要用灵活性去换取更强的表现力。阅读trait bound章节来了解为什么和如何做。

    消除歧义(Resolving ambiguities)

    大部分时候当涉及到泛型时,编译器可以自动推断出泛型参数:

    1. // v must be a Vec<T> but we don't know what T is yet
    2. let mut v = Vec::new();
    3. // v just got a bool value, so T must be bool!
    4. v.push(true);
    5. // Debug-print v
    6. println!("{:?}", v);

    但是有的时候,编译器需要一些帮助。例如,如下如果省略最后一行的打印,会得到一个编译错误:

    1. let v = Vec::new();
    2. // ^^^^^^^^ cannot infer type for `T`
    3. //
    4. // note: type annotations or generic parameter binding required
    5. println!("{:?}", v);

    我们要么可以使用一个类型注解来解决它:

    1. let v: Vec<bool> = Vec::new();
    2. println!("{:?}", v);

    要么通过一个叫做‘turbofish’ ::<> 的语法来绑定泛型参数T

    1. let v = Vec::<bool>::new();
    2. println!("{:?}", v);

    第二种方法在我们并不想要将结果绑定到一个变量时很有用。它也可以用来在函数和方法中绑定泛型参数。查看迭代器与消费者 章节来获取一个例子。