新增章节 Eq和PartialEq

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sunface 3 years ago
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# Eq 和 PartialEq
在 Rust 中,想要重载操作符,你就需要实现对应的特征。
例如 `<`、`<=`、`>` 和 `>=` 需要实现 `PartialOrd` 特征:
```rust
use std::fmt::Display;
struct Pair<T> {
x: T,
y: T,
}
impl<T> Pair<T> {
fn new(x: T, y: T) -> Self {
Self { x, y }
}
}
impl<T: Display + PartialOrd> Pair<T> {
fn cmp_display(&self) {
if self.x >= self.y {
println!("The largest member is x = {}", self.x);
} else {
println!("The largest member is y = {}", self.y);
}
}
}
```
再比如, `+` 号需要实现 `std::ops::Add` 特征,而本文的主角 `Eq``PartialEq` 正是 `==``!=` 所需的特征,那么问题来了,这两个特征有何区别?
我相信很多同学都说不太清楚,包括一些老司机,而且就算是翻文档,可能也找不到特别明确的解释。如果大家看过标准库示例,可能会看过这个例子:
```rust
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 {}
```
这里只实现了 `PartialEq`,并没有实现 `Eq`,而是直接使用了默认实现 `impl Eq for Book {}`,奇了怪了,别急,还有呢:
```rust
impl PartialEq<IpAddr> for Ipv4Addr {
#[inline]
fn eq(&self, other: &IpAddr) -> bool {
match other {
IpAddr::V4(v4) => self == v4,
IpAddr::V6(_) => false,
}
}
}
impl Eq for Ipv4Addr {}
```
以上代码来自 Rust 标准库,可以看到,依然是这样使用,类似的情况数不胜数。既然如此,是否说明**如果要为我们的类型增加相等性比较,只要实现 `PartialEq` 即可?**
其实,关键点就在于 `partial` 上,**如果我们的类型只在部分情况下具有相等性**,那你就只能实现 `PartialEq`,否则可以实现 `PartialEq` 然后再默认实现 `Eq`
好的,问题逐步清晰起来,现在我们只需要搞清楚何为部分相等。
### 部分相等性
首先我们需要找到一个类型,它实现了 `PartialEq` 但是没有实现 `Eq`(你可能会想有没有反过来的情况?当然没有啦,部分相等肯定是全部相等的子集!)
`HashMap` 章节提到过 `HashMap` 的 key 要求实现 `Eq` 特征,也就是要能完全相等,而浮点数由于没有实现 `Eq` ,因此不能用于 `HashMap` 的 key。
当时由于一些知识点还没有介绍,因此就没有进一步展开,那么让我们考虑浮点数既然没有实现 `Eq` 为何还能进行比较呢?
```rust
fn main() {
let f1 = 3.14;
let f2 = 3.14;
if f1 == f2 {
println!("hello, world!");
}
}
```
以上代码是可以看到输出内容的,既然浮点数没有实现 `Eq` 那说明它实现了 `PartialEq`,一起写个简单代码验证下:
```rust
fn main() {
let f1 = 3.14;
is_eq(f1);
is_partial_eq(f1)
}
fn is_eq<T: Eq>(f: T) {}
fn is_partial_eq<T: PartialEq>(f: T) {}
```
上面的代码通过特征约束的方式验证了我们的结论:
```shell
3 | is_eq(f1);
| ----- ^^ the trait `Eq` is not implemented for `{float}`
```
好的,既然我们成功找到了一个类型实现了 `PartialEq` 但没有实现 `Eq`,那就通过它来看看何为部分相等性。
其实答案很简单,浮点数有一个特殊的值 `NaN`,它是无法进行相等性比较的:
```rust
fn main() {
let f1 = f32::NAN;
let f2 = f32::NAN;
if f1 == f2 {
println!("NaN 竟然可以比较,这很不数学啊!")
} else {
println!("果然,虽然两个都是 NaN ,但是它们其实并不相等")
}
}
```
大家猜猜哪一行会输出 :) 至于 `NaN` 为何不能比较,这个原因就比较复杂了( 有读者会说,其实就是你不知道,我只能义正严辞的说:咦?你怎么知道 :P )。
既然浮点数有一个值不可以比较相等性,那它自然只能实现 `PartialEq` 而不能实现 `Eq` 了,以此类推,如果我们的类型也有这种特殊要求,那也应该这么作。
### Ord 和 PartialOrd
事实上,还有一对与 `Eq/PartialEq` 非常类似的特征,它们可以用于 `<`、`<=`、`>` 和 `>=` 比较,至于哪个类型实现了 `PartialOrd` 却没有实现 `Ord` 就交给大家自己来思考了:)
> 小提示Ord 意味着一个类型的所有值都可以进行排序,而 PartialOrd 则不然
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