1.16.1. 让特征泛型的两种方式

特征可以通过两种方式实现泛型：

  • 泛型类型参数。例如：trait Foo<T>
  • 关联类型。例如：trait Foo { type Bar; }

二者的区别在于：

  • 对于关联类型，特定类型的给定特征只有一种实现
  • 对于泛型参数，则可以存在多种实现

简单建议：如果可能，优先使用关联类型。

1.16.2. 泛型（类型参数）特征

泛型特征要求你指定所有泛型类型参数并重复它们的约束。

这在维护上会更困难。例如，如果你向特征添加一个泛型类型参数，该特征的所有实现者都必须更新他们的代码。

这种形式还可能导致一个特征对给定类型存在多个实现的问题。此时编译器更难推断出你实际想要的特征实例。有时你必须调用消除歧义的函数，例如FromIterator::<u32>::from_iter。

在某些情况下，此特性也是一个优势，例如：

  • impl PartialEq<BookFormat> for Book，其中BookFormat可以是不同类型
  • 你可以同时实现FromIterator<T>和FromIterator<&T> where T: Clone

1.16.3. 关联类型特征

我们用一段代码作为示例：

trait Contains {
    type A;
    type B;

    // 更新语法以泛型方式引用这些新类型
    fn contains(&self, _: &Self::A, _: &Self::B) -> bool;
}

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使用关联类型时：

  • 编译器只需要知道实现该特征的类型
  • 约束可以完全放在特征本身上，无需重复
  • 将来添加另一个关联类型不会影响用户
  • 具体类型决定了特征内的关联类型，因此无需使用消除歧义的函数。看这个示例： 
impl Contains for Container {
    // 指定`A`和`B`的类型。如果`input`类型
    // 是`Container(i32, i32)`，则`output`类型被确定
    // 为`i32`和`i32`。
    type A = i32;
    type B = i32;

    // 这里`&Self::A`和`&Self::B`同样有效。
    fn contains(&self, number_1: &i32, number_2: &i32) -> bool {
        (&self.0 == number_1) && (&self.1 == number_2)
    }

    // 获取第一个数字。
    fn first(&self) -> i32 { self.0 }

    // 获取最后一个数字。
    fn last(&self) -> i32 { self.1 }
}

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  • 此示例为Container类型实现了Contains特征
  • Container的Contains实现中的关联类型由type A = i32;和type B = i32;确定

不能为多个目标类型实现 Deref

查看Deref特征的源代码：

pub trait Deref {
    type Target: ?Sized;

    fn deref(&self) -> &Self::Target;
}

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  • type Target: ?Sized;中的Target是我们所说的目标类型

我们编写一个Deref实现来说明：

use std::ops::Deref;

struct Wrapper {
    value: String,
}

impl Deref for Wrapper {
    type Target = String;

    fn deref(&self) -> &Self::Target {
        &self.value
    }
}

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在上面的代码中，Wrapper只能被解引用为String。但如果你想让Wrapper同时被解引用为String和str，Rust不允许你再次实现Deref，因为Target只能有一个具体类型。

换句话说，这是非法的：

use std::ops::Deref;

struct Wrapper {
    value: String,
}

// 第一个Deref实现，Target = String
impl Deref for Wrapper {
    type Target = String;

    fn deref(&self) -> &Self::Target {
        &self.value
    }
}

// 这是非法的：Rust不允许为同一个`Wrapper`类型实现第二个`Deref`
impl Deref for Wrapper {
    type Target = str;  // 冲突：Rust无法推断哪个`Target`适用

    fn deref(&self) -> &Self::Target {
        &self.value
    }
}

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不能使用多个 Item 来实现 Iterator 特征

原因与不能为多个目标类型实现Deref的原因相同：主要涉及关联类型的唯一性和 Rust 编译器的推断规则。