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@ -14,11 +14,11 @@ pub trait Iterator {
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}
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}
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```
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```
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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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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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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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```rust
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impl Iterator for Counter {
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impl Iterator for Counter {
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type Item = u32;
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type Item = u32;
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@ -27,7 +27,7 @@ impl Iterator for Counter {
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// --snip--
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// --snip--
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```
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```
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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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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,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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```rust
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@ -36,7 +36,7 @@ pub trait Iterator<Item> {
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}
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}
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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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```rust
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pub trait CacheableItem: Clone + Default + fmt::Debug + Decodable + Encodable {
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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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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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```
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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` 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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再例如,如果使用泛型,你将得到以下的代码:
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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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```rust
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@ -70,7 +70,7 @@ fn difference<C: Container>(container: &C) {}
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## 默认泛型类型参数
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## 默认泛型类型参数
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当使用泛型类型参数时,可以为其指定一个默认的具体类型,例如标准库中的`std::ops::Add`特征:
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当使用泛型类型参数时,可以为其指定一个默认的具体类型,例如标准库中的 `std::ops::Add` 特征:
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```rust
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```rust
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trait Add<RHS=Self> {
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trait Add<RHS=Self> {
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type Output;
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type Output;
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@ -78,7 +78,7 @@ trait Add<RHS=Self> {
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fn add(self, rhs: RHS) -> Self::Output;
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fn add(self, rhs: RHS) -> Self::Output;
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}
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}
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```
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```
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它有一个泛型参数`RHS`,但是与我们以往的用法不同,这里它给`RHS`一个默认值,也就是当用户不指定`RHS`时,默认使用两个同样类型的值进行相加,然后返回一个关联类型`Output`。
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它有一个泛型参数 `RHS`,但是与我们以往的用法不同,这里它给 `RHS` 一个默认值,也就是当用户不指定 `RHS` 时,默认使用两个同样类型的值进行相加,然后返回一个关联类型 `Output`。
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可能上面那段不太好理解,下面我们用代码来举例:
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可能上面那段不太好理解,下面我们用代码来举例:
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```rust
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```rust
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@ -106,9 +106,9 @@ fn main() {
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Point { x: 3, y: 3 });
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Point { x: 3, y: 3 });
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}
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}
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```
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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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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,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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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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```rust
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@ -126,20 +126,20 @@ impl Add<Meters> for Millimeters {
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}
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}
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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` 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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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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1. 减少实现的样板代码
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2. 扩展类型但是无需大幅修改现有的代码
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2. 扩展类型但是无需大幅修改现有的代码
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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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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。
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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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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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## 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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```rust
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trait Pilot {
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trait Pilot {
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fn fly(&self);
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fn fly(&self);
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@ -170,19 +170,19 @@ impl Human {
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}
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}
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```
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```
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这里,不仅仅两个特征`Pilot`和`Wizard`有`fly`方法,就连实现那两个特征的`Human`元结构体,也拥有一个同名方法`fly`(这世界怎么了,非常这么卷吗?程序员何苦难为程序员,哎)。
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这里,不仅仅两个特征 `Pilot` 和 `Wizard` 有 `fly` 方法,就连实现那两个特征的 `Human` 元结构体,也拥有一个同名方法 `fly` (这世界怎么了,非要这么卷吗?程序员何苦难为程序员,哎)。
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既然代码已经不可更改,那下面我们来讲讲该如何调用这些`fly`方法。
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既然代码已经不可更改,那下面我们来讲讲该如何调用这些 `fly` 方法。
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#### 优先调用类型上的方法
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#### 优先调用类型上的方法
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当调用`Human`实例的`fly`时,编译器默认调用该类型中定义的方法:
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当调用 `Human` 实例的 `fly` 时,编译器默认调用该类型中定义的方法:
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```rust
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```rust
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fn main() {
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fn main() {
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let person = Human;
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let person = Human;
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person.fly();
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person.fly();
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}
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}
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```
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```
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这段代码会打印`*waving arms furiously*`,说明直接调用了类型上定义的方法。
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这段代码会打印 `*waving arms furiously*`,说明直接调用了类型上定义的方法。
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#### 调用特征上的方法
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#### 调用特征上的方法
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为了能够调用两个特征的方法,需要使用显式调用的语法:
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为了能够调用两个特征的方法,需要使用显式调用的语法:
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@ -195,16 +195,16 @@ fn main() {
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}
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}
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```
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```
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运行后依次输出:
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运行后依次输出:
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```console
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```console
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This is your captain speaking.
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This is your captain speaking.
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Up!
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Up!
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*waving arms furiously*
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*waving arms furiously*
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```
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```
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因为`fly`方法的参数是`self`,当显示的调用时,编译器就可以根据调用的类型(`self`的类型)决定具体调用哪个方法。
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因为 `fly` 方法的参数是 `self`,当显式调用时,编译器就可以根据调用的类型( `self` 的类型)决定具体调用哪个方法。
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这个时候问题又来了,如果方法没有`self`参数呢?稍等,估计有读者会问:还有方法没有`self`参数?看到这个疑问,作者的眼泪不禁流了下来,大明湖畔的[关联函数](../method.md#关联函数),你还记得嘛?
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这个时候问题又来了,如果方法没有 `self` 参数呢?稍等,估计有读者会问:还有方法没有 `self` 参数?看到这个疑问,作者的眼泪不禁流了下来,大明湖畔的[关联函数](../method.md#关联函数),你还记得嘛?
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但是成年人的世界,就算再伤心,事还得做,咱们继续:
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但是成年人的世界,就算再伤心,事还得做,咱们继续:
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```rust
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```rust
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@ -233,14 +233,14 @@ fn main() {
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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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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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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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```rust
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```rust
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fn main() {
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fn main() {
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println!("A baby dog is called a {}", Animal::baby_name());
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println!("A baby dog is called a {}", Animal::baby_name());
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}
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}
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```
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```
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铛铛,无情报错了:
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|
铛铛,无情报错了:
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```rust
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|
```rust
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|
error[E0283]: type annotations needed // 需要类型注释
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|
error[E0283]: type annotations needed // 需要类型注释
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|
--> src/main.rs:20:43
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--> src/main.rs:20:43
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|
@ -251,31 +251,31 @@ error[E0283]: type annotations needed // 需要类型注释
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= note: cannot satisfy `_: Animal`
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= note: cannot satisfy `_: Animal`
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```
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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: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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此时,就需要使用**完全限定语法**.
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此时,就需要使用**完全限定语法**。
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##### 完全限定语法
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##### 完全限定语法
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完全限定语法是调用函数最为明确的方式:
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完全限定语法是调用函数最为明确的方式:
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```rust
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```rust
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fn main() {
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fn main() {
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println!("A baby dog is called a {}", <Dog as Animal>::baby_name());
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println!("A baby dog is called a {}", <Dog as Animal>::baby_name());
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}
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}
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```
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```
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在尖括号中,通过`as`关键字,我们向Rust编译器提供了类型注解,也就是`Animal`就是`Dog`,而不是其他动物,因此最终会调用`impl Animal for Dog `中的方法,获取到其它动物对狗宝宝的称呼:**puppy**.
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在尖括号中,通过 `as` 关键字,我们向Rust编译器提供了类型注解,也就是 `Animal` 就是 `Dog`,而不是其他动物,因此最终会调用 `impl Animal for Dog` 中的方法,获取到其它动物对狗宝宝的称呼:**puppy**。
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言归正题,完全限定语法定义为:
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言归正题,完全限定语法定义为:
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```rust
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```rust
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<Type as Trait>::function(receiver_if_method, next_arg, ...);
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<Type as Trait>::function(receiver_if_method, next_arg, ...);
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```
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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**,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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## 特征定义中的特征约束
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## 特征定义中的特征约束
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有时,我们会需要让某个特征A能使用另一个特征B的功能(另一种形式的特征约束),这种情况下,不仅仅要为类型实现特征A,还要为类型实现特征B才行,这就是`supertrait`(实在不知道该如何翻译,有大佬指导下嘛?)
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有时,我们会需要让某个特征A能使用另一个特征B的功能(另一种形式的特征约束),这种情况下,不仅仅要为类型实现特征A,还要为类型实现特征B才行,这就是 `supertrait` (实在不知道该如何翻译,有大佬指导下嘛?)
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例如有一个特征`OutlinePrint`,它有一个方法,能够对当前的实现类型进行格式化输出:
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例如有一个特征 `OutlinePrint`,它有一个方法,能够对当前的实现类型进行格式化输出:
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```rust
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```rust
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use std::fmt::Display;
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use std::fmt::Display;
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@ -292,9 +292,9 @@ trait OutlinePrint: Display {
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}
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}
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等等,这里有一个眼熟的语法:`OutlinePrint: Display`,感觉很像之前讲过的**特征约束**,只不过用在了特征定义中而不是函数的参数中,是的,在某种意义上来说,这和特征约束非常类似,都用来说明一个特征需要实现另一个特征,这里就是:如果你想要实现`OutlinePrint`特征,首先你需要实现`Display`特征。
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等等,这里有一个眼熟的语法: `OutlinePrint: Display`,感觉很像之前讲过的**特征约束**,只不过用在了特征定义中而不是函数的参数中,是的,在某种意义上来说,这和特征约束非常类似,都用来说明一个特征需要实现另一个特征,这里就是:如果你想要实现 `OutlinePrint` 特征,首先你需要实现 `Display` 特征。
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想象一下,假如没有这个特征约束,那么`self.to_string`还能够调用吗(`to_string`方法会为实现`Display`特征的类型自动实现)?编译器肯定是不愿意的,会报错说当前作用域中找不到用于`&Self`类型的方法`to_string`:
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想象一下,假如没有这个特征约束,那么 `self.to_string` 还能够调用吗( `to_string` 方法会为实现 `Display` 特征的类型自动实现)?编译器肯定是不愿意的,会报错说当前作用域中找不到用于 `&Self` 类型的方法 `to_string` :
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```rust
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```rust
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struct Point {
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struct Point {
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x: i32,
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x: i32,
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@ -303,7 +303,7 @@ struct Point {
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impl OutlinePrint for Point {}
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impl OutlinePrint for Point {}
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因为`Point`没有实现`Display`特征,会得到下面的报错:
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因为 `Point` 没有实现 `Display` 特征,会得到下面的报错:
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```console
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```console
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error[E0277]: the trait bound `Point: std::fmt::Display` is not satisfied
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error[E0277]: the trait bound `Point: std::fmt::Display` is not satisfied
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--> src/main.rs:20:6
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--> src/main.rs:20:6
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@ -326,7 +326,7 @@ impl fmt::Display for Point {
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}
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}
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```
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上面代码为`Point`实现了`Display`特征,那么`to_string`方法也将自动实现:最终获得字符串是通过这里的`fmt`方法获得的。
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上面代码为 `Point` 实现了 `Display` 特征,那么 `to_string` 方法也将自动实现:最终获得字符串是通过这里的 `fmt` 方法获得的。
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## 在外部类型上实现外部特征(newtype)
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## 在外部类型上实现外部特征(newtype)
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@ -335,14 +335,14 @@ impl fmt::Display for Point {
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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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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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`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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```console
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```console
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error[E0117]: only traits defined in the current crate can be implemented for arbitrary types
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error[E0117]: only traits defined in the current crate can be implemented for arbitrary types
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--> src/main.rs:5:1
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--> src/main.rs:5:1
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5 | impl<T> std::fmt::Display for Vec<T> {
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5 | impl<T> std::fmt::Display for Vec<T> {
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@ -354,7 +354,7 @@ error[E0117]: only traits defined in the current crate can be implemented for ar
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= note: define and implement a trait or new type instead
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= note: define and implement a trait or new type instead
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编译器给了我们提示:`define and implement a trait or new type instead`,重新定义一个特征,或者使用`new type`,前者当然不可行,那么来试试后者:
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编译器给了我们提示: `define and implement a trait or new type instead`,重新定义一个特征,或者使用 `new type`,前者当然不可行,那么来试试后者:
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```rust
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```rust
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use std::fmt;
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use std::fmt;
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@ -373,13 +373,13 @@ fn main() {
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}
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}
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其中,`struct Wrapper(Vec<String>)`就是一个元组结构体,它定义了一个新类型`Wrapper`,代码很简单,相信大家也很容易看懂。
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其中, `struct Wrapper(Vec<String>)` 就是一个元组结构体,它定义了一个新类型 `Wrapper`,代码很简单,相信大家也很容易看懂。
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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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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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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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同时,如果不想`Wrapper`暴漏底层数组的所有方法,我们还可以为`Wrapper`去重载这些方法,实现隐藏的目的。
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同时,如果不想 `Wrapper` 暴漏底层数组的所有方法,我们还可以为 `Wrapper` 去重载这些方法,实现隐藏的目的。
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