update ch17

pull/688/head
KaiserY 2 years ago
parent 6a952961bd
commit f0df200cb0

@ -2,6 +2,8 @@
> [ch17-00-oop.md](https://github.com/rust-lang/book/blob/main/src/ch17-00-oop.md)
> <br>
> commit 1fedfc4b96c2017f64ecfcf41a0a07e2e815f24f
> commit 398d6f48d2e6b7b15efd51c4541d446e89de3892
面向对象编程Object-Oriented ProgrammingOOP是一种模式化编程方式。对象Object来源于 20 世纪 60 年代的 Simula 编程语言。这些对象影响了 Alan Kay 的编程架构中对象之间的消息传递。他在 1967 年创造了 **面向对象编程** 这个术语来描述这种架构。关于 OOP 是什么有很多相互矛盾的定义在一些定义下Rust 是面向对象的在其他定义下Rust 不是。在本章节中,我们会探索一些被普遍认为是面向对象的特性和这些特性是如何体现在 Rust 语言习惯中的。接着会展示如何在 Rust 中实现面向对象设计模式,并讨论这么做与利用 Rust 自身的一些优势实现的方案相比有什么取舍。
面向对象编程Object-Oriented ProgrammingOOP是一种模式化编程方式。对象Object作为一个编程概念来源于 20 世纪 60 年代的 Simula 编程语言。这些对象影响了 Alan Kay 的编程架构中对象之间的消息传递。
对象Object来源于 20 世纪 60 年代的 Simula 编程语言。为了描述这种架构,他在 1967 年创造了 **面向对象编程** *object-oriented programming*)这个术语。关于 OOP 是什么有很多相互矛盾的定义在一些定义下Rust 是面向对象的在其他定义下Rust 不是。在本章节中,我们会探索一些被普遍认为是面向对象的特性和这些特性是如何体现在 Rust 语言习惯中的。接着会展示如何在 Rust 中实现面向对象设计模式,并讨论这么做与利用 Rust 自身的一些优势实现的方案相比有什么取舍。

@ -2,7 +2,7 @@
> [ch17-01-what-is-oo.md](https://github.com/rust-lang/book/blob/main/src/ch17-01-what-is-oo.md)
> <br>
> commit 3fa4eeca3a57f257e3569055d808b6a76e9b70ee
> commit 398d6f48d2e6b7b15efd51c4541d446e89de3892
关于一个语言被称为面向对象所需的功能在编程社区内并未达成一致意见。Rust 被很多不同的编程范式影响,包括面向对象编程;比如第十三章提到了来自函数式编程的特性。面向对象编程语言所共享的一些特性往往是对象、封装和继承。让我们看一下这每一个概念的含义以及 Rust 是否支持他们。
@ -52,11 +52,13 @@
## 继承,作为类型系统与代码共享
**继承***Inheritance*)是一个很多编程语言都提供的机制,一个对象可以定义为继承另一个对象定义,这使其可以获得父对象的数据和行为,而无需重新定义。
**继承***Inheritance*)是一个很多编程语言都提供的机制,一个对象可以定义为继承另一个对象定义中的元素,这使其可以获得父对象的数据和行为,而无需重新定义。
如果一个语言必须有继承才能被称为面向对象语言的话,那么 Rust 就不是面向对象的。无法定义一个结构体继承父结构体的成员和方法。然而如果你过去常常在你的编程工具箱使用继承根据你最初考虑继承的原因Rust 也提供了其他的解决方案。
如果一个语言必须有继承才能被称为面向对象语言的话,那么 Rust 就不是面向对象的。因为没有宏则无法定义一个结构体继承父结构体的成员和方法。
选择继承有两个主要的原因。第一个是为了重用代码:一旦为一个类型实现了特定行为,继承可以对一个不同的类型重用这个实现。相反 Rust 代码可以使用默认 trait 方法实现来进行共享,在示例 10-14 中我们见过在 `Summary` trait 上增加的 `summarize` 方法的默认实现。任何实现了 `Summary` trait 的类型都可以使用 `summarize` 方法而无须进一步实现。这类似于父类有一个方法的实现,而通过继承子类也拥有这个方法的实现。当实现 `Summary` trait 时也可以选择覆盖 `summarize` 的默认实现,这类似于子类覆盖从父类继承的方法实现。
然而如果你过去常常在你的编程工具箱使用继承根据你最初考虑继承的原因Rust 也提供了其他的解决方案。
选择继承有两个主要的原因。第一个是为了重用代码一旦为一个类型实现了特定行为继承可以对一个不同的类型重用这个实现。Rust 代码中可以使用默认 trait 方法实现来进行有限的共享,在示例 10-14 中我们见过在 `Summary` trait 上增加的 `summarize` 方法的默认实现。任何实现了 `Summary` trait 的类型都可以使用 `summarize` 方法而无须进一步实现。这类似于父类有一个方法的实现,而通过继承子类也拥有这个方法的实现。当实现 `Summary` trait 时也可以选择覆盖 `summarize` 的默认实现,这类似于子类覆盖从父类继承的方法实现。
第二个使用继承的原因与类型系统有关:表现为子类型可以用于父类型被使用的地方。这也被称为 **多态***polymorphism*),这意味着如果多种对象共享特定的属性,则可以相互替代使用。
@ -65,6 +67,8 @@
> 很多人将多态描述为继承的同义词。不过它是一个有关可以用于多种类型的代码的更广泛的概念。对于继承来说,这些类型通常是子类。
> Rust 则通过泛型来对不同的可能类型进行抽象,并通过 trait bounds 对这些类型所必须提供的内容施加约束。这有时被称为 *bounded parametric polymorphism*
近来继承作为一种语言设计的解决方案在很多语言中失宠了,因为其时常带有共享多于所需的代码的风险。子类不应总是共享其父类的所有特征,但是继承却始终如此。如此会使程序设计更为不灵活,并引入无意义的子类方法调用,或由于方法实际并不适用于子类而造成错误的可能性。某些语言还只允许子类继承一个父类,进一步限制了程序设计的灵活性。
近来继承作为一种语言设计的解决方案在很多语言中失宠了,因为其时常带有共享多于所需的代码的风险。子类不应总是共享其父类的所有特征,但是继承却始终如此。如此会使程序设计更为不灵活,并引入无意义的子类方法调用,或由于方法实际并不适用于子类而造成错误的可能性。
另外某些语言还只允许单集成(意味着子类只能继承一个父类),进一步限制了程序设计的灵活性。
因为这些原因Rust 选择了一个不同的途径,使用 trait 对象而不是继承。让我们看一下 Rust 中的 trait 对象是如何实现多态的。

@ -2,9 +2,9 @@
> [ch17-02-trait-objects.md](https://github.com/rust-lang/book/blob/main/src/ch17-02-trait-objects.md)
> <br>
> commit 727ef100a569d9aa0b9da3a498a346917fadc979
> commit 96d4b0ec1c5e019b85604c33ceee68b3e2669d40
在第八章中,我们谈到了 vector 只能存储同种类型元素的局限。示例 8-10 中提供了一个定义 `SpreadsheetCell` 枚举来储存整型,浮点型和文本成员的替代方案。这意味着可以在每个单元中储存不同类型的数据,并仍能拥有一个代表一排单元的 vector。这在当编译代码时就知道希望可以交替使用的类型为固定集合的情况下是完全可行的。
在第八章中,我们谈到了 vector 只能存储同种类型元素的局限。示例 8-9 中提供了一个定义 `SpreadsheetCell` 枚举来储存整型,浮点型和文本成员的替代方案。这意味着可以在每个单元中储存不同类型的数据,并仍能拥有一个代表一排单元的 vector。这在当编译代码时就知道希望可以交替使用的类型为固定集合的情况下是完全可行的。
然而有时我们希望库用户在特定情况下能够扩展有效的类型集合。为了展示如何实现这一点这里将创建一个图形用户接口Graphical User InterfaceGUI工具的例子它通过遍历列表并调用每一个项目的 `draw` 方法来将其绘制到屏幕上 —— 此乃一个 GUI 工具的常见技术。我们将要创建一个叫做 `gui` 的库 crate它含一个 GUI 库的结构。这个 GUI 库包含一些可供开发者使用的类型,比如 `Button``TextField`。在此之上,`gui` 的用户希望创建自定义的可以绘制于屏幕上的类型:比如,一个程序员可能会增加 `Image`,另一个可能会增加 `SelectBox`
@ -74,7 +74,7 @@
<span class="caption">示例 17-7: 一个实现了 `Draw` trait 的 `Button` 结构体</span>
`Button` 上的 `width`、`height` 和 `label` 字段会和其他组件不同,比如 `TextField` 可能有 `width`、`height`、`label` 以及 `placeholder` 字段。每一个我们希望能在屏幕上绘制的类型都会使用不同的代码来实现 `Draw` trait 的 `draw` 方法来定义如何绘制特定的类型,像这里的 `Button` 类型(并不包含任何实际的 GUI 代码,这超出了本章的范畴)。除了实现 `Draw` trait 之外,比如 `Button` 还可能有另一个包含按钮点击如何响应的方法的 `impl` 块。这类方法并不适用于像 `TextField` 这样的类型。
`Button` 上的 `width`、`height` 和 `label` 字段会和其他组件不同,比如 `TextField` 可能有 `width`、`height`、`label` 以及 `placeholder` 字段。每一个我们希望能在屏幕上绘制的类型都会使用不同的代码来实现 `Draw` trait 的 `draw` 方法来定义如何绘制特定的类型,像这里的 `Button` 类型(如上提到的并不包含任何实际的 GUI 代码)。除了实现 `Draw` trait 之外,比如 `Button` 还可能有另一个包含按钮点击如何响应的方法的 `impl` 块。这类方法并不适用于像 `TextField` 这样的类型。
如果一些库的使用者决定实现一个包含 `width`、`height` 和 `options` 字段的结构体 `SelectBox`,并且也为其实现了 `Draw` trait如示例 17-8 所示:

@ -2,13 +2,17 @@
> [ch17-03-oo-design-patterns.md](https://github.com/rust-lang/book/blob/main/src/ch17-03-oo-design-patterns.md)
> <br>
> commit 851449061b74d8b15adca936350a3fca6160ff39
> commit 937784b8708c24314707378ad42faeb12a334bbd
**状态模式***state pattern*)是一个面向对象设计模式。该模式的关键在于一个值有某些内部状态,体现为一系列的 **状态对象**,同时值的行为随着其内部状态而改变。状态对象共享功能:当然,在 Rust 中使用结构体和 trait 而不是对象和继承。每一个状态对象负责其自身的行为,以及该状态何时应当转移至另一个状态。持有一个状态对象的值对于不同状态的行为以及何时状态转移毫不知情。
**状态模式***state pattern*)是一个面向对象设计模式。该模式的关键在于定义一系列值的内含状态。这些状态体现为一系列的 **状态对象**,同时值的行为随着其内部状态而改变。我们将编写一个博客发布结构体的例子,它拥有一个包含其状态的字段,这是一个有着 "draft"、"review" 或 "published" 的状态对象
使用状态模式意味着当程序的业务需求改变时,无需改变值持有状态或者使用值的代码。我们只需更新某个状态对象中的代码来改变其规则,或者是增加更多的状态对象。让我们看看一个有关状态模式和如何在 Rust 中使用它的例子
状态对象共享功能:当然,在 Rust 中使用结构体和 trait 而不是对象和继承。每一个状态对象负责其自身的行为,以及该状态何时应当转移至另一个状态。持有一个状态对象的值对于不同状态的行为以及何时状态转移毫不知情
为了探索这个概念,我们将实现一个增量式的发布博文的工作流。这个博客的最终功能看起来像这样:
使用状态模式的优点在于,程序的业务需求改变时,无需改变值持有状态或者使用值的代码。我们只需更新某个状态对象中的代码来改变其规则,或者是增加更多的状态对象。
首先我们将以一种更加传统的面向对象的方式实现状态模式,接着使用一种更 Rust 一点的方式。让我们使用状态模式增量式地实现一个发布博文的工作流以探索这个概念。
这个博客的最终功能看起来像这样:
1. 博文从空白的草案开始。
2. 一旦草案完成,请求审核博文。
@ -35,7 +39,9 @@
### 定义 `Post` 并新建一个草案状态的实例
让我们开始实现这个库吧!我们知道需要一个公有 `Post` 结构体来存放一些文本,所以让我们从结构体的定义和一个创建 `Post` 实例的公有关联函数 `new` 开始,如示例 17-12 所示。还需定义一个私有 trait `State`。`Post` 将在私有字段 `state` 中存放一个 `Option<T>` 类型的 trait 对象 `Box<dyn State>`。稍后将会看到为何 `Option<T>` 是必须的。
让我们开始实现这个库吧!我们知道需要一个公有 `Post` 结构体来存放一些文本,所以让我们从结构体的定义和一个创建 `Post` 实例的公有关联函数 `new` 开始,如示例 17-12 所示。还需定义一个私有 trait `State`
`Post` 将在私有字段 `state` 中存放一个 `Option<T>` 类型的 trait 对象 `Box<dyn State>`。稍后将会看到为何 `Option<T>` 是必须的。
<span class="filename">文件名src/lib.rs</span>
@ -45,7 +51,7 @@
<span class="caption">示例 17-12: `Post` 结构体的定义和新建 `Post` 实例的 `new` 函数,`State` trait 和结构体 `Draft`</span>
`State` trait 定义了所有不同状态的博文所共享的行为,同时 `Draft`、`PendingReview` 和 `Published` 状态都会实现 `State` 状态。现在这个 trait 并没有任何方法,同时开始将只定义 `Draft` 状态因为这是我们希望博文的初始状态。
`State` trait 定义了所有不同状态的博文所共享的行为,这个状态对象是 `Draft`、`PendingReview` 和 `Published`,它们都会实现 `State` 状态。现在这个 trait 并没有任何方法,同时开始将只定义 `Draft` 状态因为这是我们希望博文的初始状态。
当创建新的 `Post` 时,我们将其 `state` 字段设置为一个存放了 `Box``Some` 值。这个 `Box` 指向一个 `Draft` 结构体新实例。这确保了无论何时新建一个 `Post` 实例,它都会从草案开始。因为 `Post``state` 字段是私有的,也就无法创建任何其他状态的 `Post` 了!。`Post::new` 函数中将 `content` 设置为新建的空 `String`
@ -151,6 +157,10 @@
现在示例完成了 —— 现在示例 17-11 中所有的代码都能工作!我们通过发布博文工作流的规则实现了状态模式。围绕这些规则的逻辑都存在于状态对象中而不是分散在 `Post` 之中。
> #### 为什么不用枚举?
>
> 你可能会好奇为什么不用包含不同可能的博文状态的 `enum` 作为变量。这确实是一个可能的方案,尝试实现并对比最终结果来看看哪一种更适合你!使用枚举的一个缺点是每一个检查枚举值的地方都需要一个 `match` 表达式或类似的代码来处理所有可能的成员。这相比 trait 对象模式可能显得更重复。
### 状态模式的权衡取舍
我们展示了 Rust 是能够实现面向对象的状态模式的,以便能根据博文所处的状态来封装不同类型的行为。`Post` 的方法并不知道这些不同类型的行为。通过这种组织代码的方式,要找到所有已发布博文的不同行为只需查看一处代码:`Published` 的 `State` trait 的实现。
@ -227,7 +237,7 @@
不得不修改 `main` 来重新赋值 `post` 使得这个实现不再完全遵守面向对象的状态模式:状态间的转换不再完全封装在 `Post` 实现中。然而,得益于类型系统和编译时类型检查,我们得到了的是无效状态是不可能的!这确保了某些特定的 bug比如显示未发布博文的内容将在部署到生产环境之前被发现。
尝试为示例 17-20 之后的 `blog` crate 实现这一部分开始所建议的增加额外需求的任务来体会使用这个版本的代码是何感觉。注意在这个设计中一些需求可能已经完成了。
尝试为示例 17-21 之后的 `blog` crate 实现这一部分开始所建议的任务来体会使用这个版本的代码是何感觉。注意在这个设计中一些需求可能已经完成了。
即便 Rust 能够实现面向对象设计模式,也有其他像将状态编码进类型这样的模式存在。这些模式有着不同的权衡取舍。虽然你可能非常熟悉面向对象模式,重新思考这些问题来利用 Rust 提供的像在编译时避免一些 bug 这样有益功能。在 Rust 中面向对象模式并不总是最好的解决方案,因为 Rust 拥有像所有权这样的面向对象语言所没有的功能。

Loading…
Cancel
Save