KaiserY · 更新于 2018-11-28 11:00:43

泛型

generics.md
commit 6ba952020fbc91bad64be1ea0650bfba52e6aab4

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>

enum Option<T> {
    Some(T),
    None,
}

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:

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:

let x: Option<f64> = Some(5);
// error: mismatched types: expected `core::option::Option<f64>`,
// 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:

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

enum Result<T, E> {
    Ok(T),
    Err(E),
}

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:

enum Result<A, Z> {
    Ok(A),
    Err(Z),
}

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:

fn takes_anything<T>(x: T) {
    // do something with x
}

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:

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

我们可以写一个获取多个(泛型)类型的版本:

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

泛型结构体(Generic structs)

你也可以在一个struct中储存泛型类型:

struct Point<T> {
    x: T,
    y: T,
}

let int_origin = Point { x: 0, y: 0 };
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:

# struct Point<T> {
#     x: T,
#     y: T,
# }
#
impl<T> Point<T> {
    fn swap(&mut self) {
        std::mem::swap(&mut self.x, &mut self.y);
    }
}

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。

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