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@ -1,6 +1,6 @@
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# 深入了解特征
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特征之于Rust更甚于接口之于其他语言，因此特征在Rust中很重要也相对较为复杂，我们决定把特征分为两篇进行介绍，[第一篇](./trait.md)在之前已经讲过，现在就是第二篇：关于特征的进阶篇，会讲述一些你不常用到但是该了解的特性。
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特征之于Rust更甚于接口之于其他语言，因此特征在Rust中很重要也相对较为复杂，我们决定把特征分为两篇进行介绍，[第一篇](./trait.md)在之前已经讲过，现在就是第二篇：关于特征的进阶篇，会讲述一些不常用到但是你该了解的特性。
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## 关联类型
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在方法一章中，我们将到了[关联函数](../method.md#关联函数)，但是实际上关联类型和关联函数并没有任何交集，虽然它们的名字有一半的交集。
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@ -16,7 +16,7 @@ pub trait Iterator {
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以上是标准库中的迭代器特征 `Iterator`，它有一个 `Item` 关联类型，用于替代遍历的值的类型。
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同时， `next` 方法也返回了一个 `Item` 类型，不过使用 `Option` 枚举进行了包裹，假如迭代器中的值是 `i32` 类型，那么调用 `next` 方法就将获取一个 `Option<i32>` 的值。
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同时，`next` 方法也返回了一个 `Item` 类型，不过使用 `Option` 枚举进行了包裹，假如迭代器中的值是 `i32` 类型，那么调用 `next` 方法就将获取一个 `Option<i32>` 的值。
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还记得 `Self` 吧？在之前的章节[提到过](./trait-object#Self与self)， `Self` 用来指代当前的特征实例，那么 `Self::Item` 就用来指代特征实例中具体的 `Item` 类型：
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```rust
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@ -29,14 +29,14 @@ impl Iterator for Counter {
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在上述代码中，我们为 `Counter` 类型实现了 `Iterator` 特征，那么 `Self` 就是当前的 `Iterator` 特征对象， `Item` 就是 `u32` 类型。
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聪明的读者之所以聪明，因为你们喜欢联想和举一反三，同时你们也喜欢提问：为何不用泛型，例如如下代码
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聪明的读者之所以聪明，是因为你们喜欢联想和举一反三，同时你们也喜欢提问：为何不用泛型，例如如下代码
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```rust
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pub trait Iterator<Item> {
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fn next(&mut self) -> Option<Item>;
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}
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```
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答案其实很简单，为了代码的可读性. 当你使用了泛型后，你需要在所有地方都这样写 `Iterator<Item>`，而使用了关联类型，你只需要这样写 `Iterator`，当类型定义复杂时，这种写法可以极大的增加可读性：
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答案其实很简单，为了代码的可读性，当你使用了泛型后，你需要在所有地方都这样写 `Iterator<Item>`，而使用了关联类型，你只需要这样写 `Iterator`，当类型定义复杂时，这种写法可以极大的增加可读性：
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```rust
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pub trait CacheableItem: Clone + Default + fmt::Debug + Decodable + Encodable {
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type Address: AsRef<[u8]> + Clone + fmt::Debug + Eq + Hash;
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@ -44,7 +44,7 @@ pub trait CacheableItem: Clone + Default + fmt::Debug + Decodable + Encodable {
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}
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```
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例如上面的代码， `Address` 自然远比 `AsRef<[u8]> + Clone + fmt::Debug + Eq + Hash` 的要简单的多，而且含义清晰。
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例如上面的代码， `Address` 的写法自然远比 `AsRef<[u8]> + Clone + fmt::Debug + Eq + Hash` 要简单的多，而且含义清晰。
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再例如，如果使用泛型，你将得到以下的代码：
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```rust
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@ -57,7 +57,7 @@ fn difference<A,B,C>(container: &C) -> i32
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C : Container<A,B> {...}
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```
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而使用关联类型，将得到可读性好的多的代码：
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可以看到，由于使用了泛型，导致函数头部也必须增加泛型的声明，而使用关联类型，将得到可读性好的多的代码：
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```rust
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trait Container{
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type A;
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@ -108,7 +108,7 @@ fn main() {
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```
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上面的代码主要干了一件事，就是为 `Point` 结构体提供 `+` 的能力，这就是**运算符重载**，不过Rust并不支持创建自定义运算符，你也无法为所有运算符进行重载，目前来说，只有定义在 `std::ops` 中的运算符才能进行重载。
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跟 `+` 对应的特征是 `std::ops::Add`，我们在之前也看过它的定义 `trait Add<RHS=Self>`，但是上面的例子中并没有为 `Point` 实现 `Add<RHS>` 特征，而是实现了 `Add` 特征，这意味着我们使用了 `RHS` 的默认类型，也就是 `Self`。换句话说，我们这里定义的是两个相同的 `Point` 类型相加，因此无需指定 `RHS`。
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跟 `+` 对应的特征是 `std::ops::Add`，我们在之前也看过它的定义 `trait Add<RHS=Self>`，但是上面的例子中并没有为 `Point` 实现 `Add<RHS>` 特征，而是实现了 `Add` 特征（没有默认泛型类型参数），这意味着我们使用了 `RHS` 的默认类型，也就是 `Self`。换句话说，我们这里定义的是两个相同的 `Point` 类型相加，因此无需指定 `RHS`。
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与上面的例子相反，下面的例子，我们来创建两个不同类型的相加：
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```rust
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@ -126,7 +126,7 @@ impl Add<Meters> for Millimeters {
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}
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```
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这里，是进行 `Millimeters + Meters` 的操作，因此此时不能再使用默认的 `RHS`，否则就会变成 `Millimeters + Millimeters` 的形式。使用 `Add<Meters>` 可以将 `RHS` 指定为 `Meters`，那么 `fn add(self, rhs: RHS)` 自然而言的变成了 `Millimeters` 和 `Meters` 的相加。
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这里，是进行 `Millimeters + Meters` 两种数据类型的 `+` 操作，因此此时不能再使用默认的 `RHS`，否则就会变成 `Millimeters + Millimeters` 的形式。使用 `Add<Meters>` 可以将 `RHS` 指定为 `Meters`，那么 `fn add(self, rhs: RHS)` 自然而言的变成了 `Millimeters` 和 `Meters` 的相加。
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默认类型参数主要用于两个方面：
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1. 减少实现的样板代码
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@ -134,12 +134,12 @@ impl Add<Meters> for Millimeters {
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之前的例子就是第一点，虽然效果也就那样。在 `+` 左右两边都是同样类型时，只需要 `impl Add` 即可，否则你需要 `impl Add<SOME_TYPE>`，嗯，会多写几个字:)
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对于第二点，也很好理解，如果你在一个复杂类型的基础上，新引入一个泛型参数，可能需要修改很多地方，但是如果新引入的泛型参数有了默认类型，情况就会好很多。
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对于第二点，也很好理解，如果你在一个复杂类型的基础上，新引入一个泛型参数，可能需要修改很多地方，但是如果新引入的泛型参数有了默认类型，情况就会好很多，添加泛型参数后，使用这个类型的代码需要逐个在类型提示部分添加泛型参数，就很麻烦；但是有了默认参数（且默认参数取之前的实现里假设的值的情况下）之后，原有的使用这个类型的代码就不需要做改动了。
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归根到底，默认泛型参数，是有用的，但是大多数情况下，咱们确实用不到，当需要用到时，大家再回头来查阅本章即可，**手上有剑，心中不慌**。
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## 调用同名的方法
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不同特征拥有同名的方法是很正常的事情，你没有任何办法阻止这一点，甚至除了特征上的同名方法外，在你的类型上，也有同名方法：
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不同特征拥有同名的方法是很正常的事情，你没有任何办法阻止这一点；甚至除了特征上的同名方法外，在你的类型上，也有同名方法：
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```rust
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trait Pilot {
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fn fly(&self);
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@ -227,13 +227,13 @@ impl Animal for Dog {
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}
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fn main() {
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println!("A baby dog is called a {}"，Dog::baby_name());
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println!("A baby dog is called a {}", Dog::baby_name());
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}
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```
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就像人类妈妈会给自己的宝宝起爱称一样，狗狗妈妈也会。狗狗妈称呼自己的宝宝为**Spot**，其它动物称呼狗宝宝为**puppy**，这个时候假如有其它动物，不知道该称如何呼狗宝宝，它需要查询一下。
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就像人类妈妈会给自己的宝宝起爱称一样，狗妈妈也会。狗妈妈称呼自己的宝宝为**Spot**，其它动物称呼狗宝宝为**puppy**，这个时候假如有动物不知道该称如何呼狗宝宝，它需要查询一下。
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但是 `Dog::baby_name()` 的调用方式显然不行，这是狗妈妈对宝宝的爱称，但是如果你试图这样查询：
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`Dog::baby_name()` 的调用方式显然不行，因为这只是狗妈妈对宝宝的爱称，可能你会想到通过下面的方式查询其他动物对狗狗的称呼：
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```rust
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fn main() {
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println!("A baby dog is called a {}", Animal::baby_name());
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@ -251,7 +251,7 @@ error[E0283]: type annotations needed // 需要类型注释
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= note: cannot satisfy `_: Animal`
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```
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因为单纯从 `Animal::baby_name()` 上，编译器无法得到任何有效的信息：你想获取哪个动物宝宝的名称？狗宝宝？猪宝宝？还是熊宝宝？
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因为单纯从 `Animal::baby_name()` 上，编译器无法得到任何有效的信息：实现 `Animal` 特征的类型可能有很多，你究竟是想获取哪个动物宝宝的名称？狗宝宝？猪宝宝？还是熊宝宝？
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此时，就需要使用**完全限定语法**。
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@ -269,7 +269,7 @@ fn main() {
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<Type as Trait>::function(receiver_if_method, next_arg, ...);
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```
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对于关联函数，其没有一个方法接收器( `receiver` )，故只会有其他参数的列表。**可以选择在任何函数或方法调用处使用完全限定语法**，同时，你还能省略任何Rust能够从程序中的其他信息中推导出的的部分。只有当存在多个同名实现而 Rust 需要帮助以便知道我们希望调用哪个实现时，才需要使用这个较为冗长的语法。
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对于关联函数，其没有一个方法接收器( `receiver` )，故只会有其他参数的列表。**可以选择在任何函数或方法调用处使用完全限定语法**，但是，很多时候我们可以省略，因为 Rust 能够从程序中的其他信息中推导出这部分。只有当存在多个同名实现时，Rust 需要帮助以便知道我们希望调用哪个实现时，才需要使用这个较为冗长的语法。
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## 特征定义中的特征约束
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@ -332,13 +332,13 @@ impl fmt::Display for Point {
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在[特征](./trait#特征定义与实现的位置(孤儿规则))章节中，有提到孤儿规则，简单来说，就是特征或者类型必需至少有一个是本地的，才能在此类型上定义特征。
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这里提供一个办法来绕过孤儿规则，那就是使用**newtype模式**，简而言之: 就是为一个[元组结构体](../compound-type/struct.md#元组结构体)创建新类型。该元组结构体封装有一个字段，该字段就是希望实现特征的具体类型。
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这里提供一个办法来绕过孤儿规则，那就是使用**newtype模式**，简而言之：就是为一个[元组结构体](../compound-type/struct.md#元组结构体)创建新类型。该元组结构体封装有一个字段，该字段就是希望实现特征的具体类型。
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该封装类型是本地的，因此我们可以为此类型实现外部的特征。
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该封装类型是本地的，因此我们可以为此类型实现外部的特征。
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`newtype` 不仅仅能实现以上的功能，而且它在运行时没有任何性能损耗，因为在编译期，该类型会被自动忽略。
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`newtype` 不仅仅能实现以上的功能，而且它在运行时没有任何性能损耗，因为在编译期，该类型会被自动忽略。
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下面来看一个例子，我们有一个动态数组类型： `Vec<T>`，它定义在标准库中，还有一个特征 `Display`，它也定义在标准库中，如果没有 `newtype`，我们是无法为 `Vec<T>` 实现 `Display` 的:
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下面来看一个例子，我们有一个动态数组类型： `Vec<T>`，它定义在标准库中，还有一个特征 `Display`，它也定义在标准库中，如果没有 `newtype`，我们是无法为 `Vec<T>` 实现 `Display` 的：
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```console
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@ -377,7 +377,7 @@ fn main() {
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既然`new type`有这么多好处，它有没有不好的地方呢？答案是肯定的。注意到我们怎么访问里面的数组吗？`self.0.join(", ")`，是的，很啰嗦，因为需要先从 `Wrapper` 中取出数组: `self.0`，然后才能执行 `join` 方法。
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类似的，任何数组上的方法，你都无法直接调用，需要先用 `self.0`取出数组，然后再进行调用。
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类似的，任何数组上的方法，你都无法直接调用，需要先用 `self.0` 取出数组，然后再进行调用。
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当然，解决办法还是有的，要不怎么说Rust是极其强大灵活的编程语言！Rust提供了一个特征叫[ `Deref` ](../../traits/deref.md)，实现该特征后，可以自动做一层类似类型转换的操作，可以将 `Wrapper` 变成 `Vec<String>` 来使用。这样就会像直接使用数组那样去使用 `Wrapper`，而无需为每一个操作都添加上 `self.0`。
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sunface
3 years ago