【译】Rust——理解trait （一）

翻译

Rust语言中文社区 2022-06-29 14:51:12

原文链接：https://dev.to/brunooliveira/rust-understanding-traits-1-45md
原文标题：Rust - understanding traits 1
公众号：Rust 碎碎念

概述(Introduction)

如今很多语言都是面向对象，支持这种范式，或者不是直接面向对象，而是允许程序员定义自己的数据类型。

通常，我们这些类型在特定条件下表现出特定的trait，例如，当向标准输出打印类型的时候，或者可能要遍历一个特定类型时，我们需要知道如何执行这些操作。这些通过保证我们的类型实现了特定的方法(methods)来定义，通常这些方法由一个 trait 来提供。

Traits

一个 trait 是针对未知类型（即 Self）定义的方法的一个集合。它们可以访问同一 trait 中声明的其他方法。

可以为任意数据类型实现 trait。在下面的例子中，我们定义 Animal（译者注：即动物），一组方法：

trait Animal {
    // Static method signature; `Self` refers to the implementor type.
    fn new(name: &'static str) -> Self;

    // Instance method signatures; these will return a string.
    fn name(&self) -> &'static str;
    fn noise(&self) -> &'static str;

    // Traits can provide default method definitions.
    fn talk(&self) {
        println!("{} says {}", self.name(), self.noise());
    }
}

定义这个 trait 之后，我们现在可以在自己的类型上实现这个 trait，这意味着它们将会有一个 animal 的所有行为，而且仍然可以添加它们自己的功能。

作为 animals 的示例，我们可以定义两个完全不同的 animal 类型：一个StuffedAnimal(毛绒玩具动物)和一个Cat（猫）。它们都是 animals，因此，它们共享特定的共同的特征，比如都有名字，交流以及产生噪音，但是无论是毛绒玩具动物(stuffed animal)还是一只真正的猫，它们执行这些行为的方式是不一样的。让我们看一下，我们怎样使我们的类型实现一个特定的 trait。

使一个自定义类型实现一个 trait（Making a custom type implement a trait）

我们首先定义两个非常基本的自定义类型，这两个类型表示我们想要去阐述的概念，一个毛绒玩具动物和一只猫：

struct Cat {
    name: &'static str,
    age: i32
}

struct StuffedAnimal {
    name: &'static str
}

一只猫可以通过一个名字和它的年龄来简单地进行表示，而一个毛绒玩具动物仅简单地有一个名字。

现在，这些类型可以被实例化并像下面这样来使用：

fn main() {
  let c=Cat{name: "Bobi",age:8};
  println!("Cat's name is {} and he is {} years old",c.name, c.age);
}

因此，我们可以利用这些表示我们的类型的属性，在代码中对特定概念进行更高级别的表示。

有了 trait，这个想法就可以扩展开来，因为在本质上，我们的类型将要表现出由他们实现的 trait 所定义的行为。在我们的具体案例中，我们将能够把我们的类型看作 animals，因为，它们将能够和指定的声音交谈。使用我们上面看到的new()方法对它们进行实例化也是可以的，该方法简单地引用我们在上面看到的“手工制作的(hand-made)”结构体创建。

下面是如何为一个类型实现一个 trait：

impl Animal for Cat {
    // `Self` is the implementor type: `Cat`.
    fn new(name: &'static str) -> Cat {
        Cat { name: name, age: 1 }
    }

    fn name(&self) -> &'static str {
        self.name
    }

    fn noise(&self) -> &'static str {
        "Meowww"
    }

    // Default trait methods can be overridden.
    fn talk(&self) {
        // For example, we can add some quiet contemplation.
        println!("{} pauses briefly... {}", self.name, self.noise());
    }
}

这里使用的语法：impl <trait name> for <type name>作为头部声明，像许多其他的语言一样，在定义和真正的 trait 实现中，我们根据底层实现来定义我们想要的方法的实现。正如我们所见，一只猫发出声音时是 meows（译者注：类似于喵~）。

这里需要注意的另一个重要事情是，我们可以覆写(override)默认的 trait 方法，在这个特殊的例子中，我们为猫的具体情况覆写了talk()方法。

所以，这就是我们如何为一个用户定义的类型定义一个 trait。

完整例子（Full example）

作为一个完整例子，我们还可以为一个毛绒玩具动物实现这个 trait：

trait Animal {
    // Static method signature; `Self` refers to the implementor type.
    fn new(name: &'static str) -> Self;

    // Instance method signatures; these will return a string.
    fn name(&self) -> &'static str;
    fn noise(&self) -> &'static str;

    // Traits can provide default method definitions.
    fn talk(&self) {
        println!("{} says {}", self.name(), self.noise());
    }
}

struct Cat {
    name: &'static str,
    age: i32
}

struct StuffedAnimal {
    name: &'static str
}

impl Animal for Cat {
    fn new(name: &'static str) -> Cat {
        Cat { name: name, age: 1 }
    }

    fn name(&self) -> &'static str {
        self.name
    }

    fn noise(&self) -> &'static str {
        "Meowww"
    }

    // Default trait methods can be overridden.
    fn talk(&self) {
        // For example, we can add some quiet contemplation.
        println!("{} pauses briefly... {}", self.name, self.noise());
    }
}

impl Animal for StuffedAnimal {
    fn new(name: &'static str) -> StuffedAnimal {
        StuffedAnimal { name: name}
    }

    fn name(&self) -> &'static str {
        self.name
    }

    fn noise(&self) -> &'static str {
        "<random factory noise>"
    }
}

fn main() {
  let c: Cat=Animal::new("Bobi");
  println!("Cat's name is {} {} ",c.name(), c.age);
  c.talk();

  let stuffed: StuffedAnimal=Animal::new("BobiStuffed");
  stuffed.talk();
}