第 11 章特型与泛型(2)

吉姆•布兰迪

11.4　定义类型之间关系的特型迄今为止，我们看到的每个特型都是独立的：特型是类型可以实现的一组方法。特型也可以用于多种类型必须协同工作的场景中。它们可以描述多个类型之间的关系。
std::iter::Iterator 特型会为每个迭代器类型与其生成的值的类型建立联系。
std::ops::Mul 特型与可以相乘的类型有关。在表达式 a * b 中，值 a 和 b 可以是相同类型，也可以是不同类型。
rand crate 中包含随机数生成器的特型（rand::Rng）和可被随机生成的类型的特型（rand::Distribution）。这些特型本身就准确地定义了它们是如何协同工作的。
你不需要每天都创建这样的特型，但它们在整个标准库和第三方 crate 中随处可见。本节将展示每一个示例是如何实现的，并根据需要来展开讲解相关的 Rust 语言特性。你需要掌握的关键技能是能够阅读这些特型和方法签名，并理解它们对所涉及的类型意味着什么。
11.4.1　关联类型（或迭代器的工作原理）接下来我们从迭代器讲起。迄今为止，每种面向对象的语言都内置了某种对迭代器的支持，迭代器是用以遍历某种值序列的对象。
Rust 有一个标准的 Iterator 特型，定义如下：
pub trait Iterator {
    type Item;
    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item>;
    ...
}
这个特型的第一个特性（type Item;）是一个关联类型。实现了 Iterator 的每种类型都必须指定它所生成的条目的类型。
第二个特性（next() 方法）在其返回值中使用了关联类型。next() 会返回一个 Option<Self::Item>：或者是序列中的下一个值 Some(item)，或者当没有更多值可供访问时返回 None。该类型要写成 Self::Item，而不仅仅是无修饰的 Item，因为这里的 Item 是每个迭代器类型下的一个特性，而不是一个独立的类型。同样，self 和 Self 类型在代码中任何使用了其字段、方法等的地方都要像这样显式写出来。
下面是为一个类型实现 Iterator 的范例：
//（来自标准库中std::env模块的代码）
impl Iterator for Args {
    type Item = String;
    fn next(&mut self) -> Option<String> {
        ...
    }
    ...
}
std::env::Args 是我们在第 2 章中用来访问命令行参数的标准库函数 std::env::args() 返回的迭代器类型。它能生成 String 值，因此这个 impl 声明了 type Item = String;。

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总结

Rust中的特型与泛型是编程中重要的概念。特型描述了类型之间的关系，如迭代器特型描述了迭代器类型与其生成的值类型之间的关系。而泛型是一种通用的编程方式，适用于多种类型。本文重点介绍了关联类型的概念，以及如何在泛型代码中使用关联类型。此外，还介绍了泛型特型的概念，以及如何在Rust中实现运算符重载。通过具体的代码示例，读者可以了解如何在Rust中使用特型和泛型来描述类型之间的关系，以及如何在实际编程中应用它们。另外，文章还介绍了Rust中的impl Trait特性，以及关联常量的使用。这些概念和技术对于理解Rust语言的特性和进行高效的编程非常重要。在接下来的章节中，将进一步讨论在Rust代码中使用特型和泛型的多种方式，以及它们在闭包、迭代器、输入/输出和并发等主题中的核心角色。

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第 11 章 特型与泛型(2)

11.4 定义类型之间关系的特型

11.4.1 关联类型（或迭代器的工作原理）

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第 11 章特型与泛型(2)

11.4　定义类型之间关系的特型

11.4.1　关联类型（或迭代器的工作原理）