Rust 泛型类型

简介: 本文介绍了 Rust 中泛型的概念:在定义时不确定类型,再使用时再传入具体的类型。通过泛型能大大简化代码量,写出更优雅,更简洁的代码。在定义泛型时为泛型指定一个约束,可以提高安全性和可靠性。

泛型类型

泛型类型是一个对于初学者比较不容易理解的知识点。通过一个简单的示例来了解泛型的概念。

有一个场景:输入两个数字,返回较大的那一个。

按照之前学习过的有关函数的知识点,可以定义一个函数 large

fn large(a: u32, b: u32) -> u32 {
  if a > b {
    return a
  } else {
    return b
  }
}

fn main() {
  println!("{}", large(10, 20));
}

运行代码,会打印 20。

现在 large 函数只能比较两个 u32 类型的整数,如果需求发生变化,要求比较两个浮点类型的数字大小,此时可以再定义一个 large_f32 函数:

fn large_f32(a: f32, b: f32) -> f32 {
  if a > b {
    return a
  } else {
    return b
  }
}

fn main() {
  println!("{}", large_f32(1.1, 2.2));
}

但是,Rust 中存在非常多的数字类型,如果针对每一种类型都定义一个函数,代码将变得不易维护,也会增加代码的冗余。

所以,Rust 提供了泛型类型

泛型语法非常复杂,先来看它能做一些什么工作,能满足我们的需求,简化开发工作。

在定义函数时,使用 T 来指代一个定义时不确定,将来执行时再确定的类型,称之为泛型。

fn large<T: std::cmp::PartialOrd>(a: T, b: T) -> T {
  if a > b {
    a
  } else {
    b
  }
}

fn main() {
  println!("{}", large::<T: u32>(1, 2));
  println!("{}", large::<T: f32>(1.1, 2.2));
}

Rust 的编译器具有类型推断的能力,即使函数调用时不传入具体的类型,它也能从函数的参数类型,推断出具体的泛型类型:

fn main() {
  println!("{}", large(10, 20));
  println!("{}", large(1.1, 2.2));
}

泛型的约束

泛型类型是一种类型,只不过它分为两种状态:在定义时泛型类型是一种不确定的类型,在被使用时才指定具体的类型。

在函数中使用泛型时,泛型可以看作是函数的参数。作为函数参数,泛型的名字可以是任意合法字符,但通常写作 T,是 type 的首字母缩写。

在泛型名称的后面,还要加上对该泛型的约束,比如:

fn large<T: std::cmp::PartialOrd>(a: T, b: T) -> T {
  if a > b {
    a
  } else {
    b
  }
}

std::cmp::PartialOrd 的意思是当前泛型的类型,必须是可比较大小的

将来在调用 large 函数时,传入的具体泛型类型,就必须满足这个约束条件,否则就会报错。

如果我们传入两个字符类型的值:

fn main() {
  println!("{}", large('a', 'b'));
}

控制台会打印出 b

这是因为,字符是采用 unicode 编码的,而 unicode 编码是有先后顺序的,而字符 a 就排列在 b 之前,所以比较 ab 的大小,其实就是在比较谁在前,谁在后。

我们再定义一个结构体类型,然后创建两个 Person 类型的值,用 large 函数去比较:

struct Person {
  name: String
}

fn main() {
  let p1 = Person {name: String::from("K")};
  let p2 = Person {name: String::from("W")};

  println!("{}", large(p1, p2));
}

运行代码会报错:

意思是没有为 Person 类型提供比较的实现。

小结

本文介绍了 Rust 中泛型的概念:在定义时不确定类型,再使用时再传入具体的类型。通过泛型能大大简化代码量,写出更优雅,更简洁的代码。在定义泛型时为泛型指定一个约束,可以提高安全性和可靠性。

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