Rust 泛型和 C++ 模板语法对比

Rust 泛型和 C++ 模板很像，都是在编译期进行单例化或实例化，为每个调用类型生成代码，减少重复的编码工作。因为 R 泛型和 C 模板有很多相同的应用场景，两种语言也为相应操作提供了语法支持。博主在记忆这些语法时感到十分困难，遂作记录和比较。

Rust 泛型（函数和结构体）的基础声明和使用语法：

// 代码引用自：https://cloud.tencent.com/developer/article/2338770
// 泛型函数
fn add<T>(a: T, b: T) -> T
whereT: std::ops::Add<Output = T>,
{a + b
}fn main() {let result = add(1, 2);println!("Result: {}", result);let result = add(3.14, 2.71);println!("Result: {}", result);
}// 泛型结构体
struct Point<T: std::fmt::Debug> {x: T,y: T,
}fn main() {let point_int = Point { x: 1, y: 2 };println!("Point: ({:?}, {:?})", point_int.x, point_int.y);let point_float = Point { x: 3.14, y: 2.71 };println!("Point: ({:?}, {:?})", point_float.x, point_float.y);
}

可以看到 Rust 在声明泛型函数或结构体时，声明泛型的尖括号放在函数名和结构体名后面。在使用泛型时，在编译器可以推断的情况下，是不需要指定泛型类型的。Rust 指定泛型类型的代码如下：

// 为泛型结构体指定泛型类型时，直接在结构体后加尖括号
struct A {u64_table: Vec<u64>,B_list: Vec<B>,
}// 为泛型函数指定泛型类型时使用了特殊的 turbofish 语法
let num = "42".parse::<u64>().unwrap();

Rust 很烦人的是，为结构体和函数指定泛型类型的语法不同。

Rust 还有个独有的，对泛型的 impl。这里看起来 impl 和 Boxed 后面各声明一次泛型是重复的，实际上前者表示这个 impl 是对泛型 T 通用的，后者表示 impl 的具体结构体是 Boxed<T>。所以如果对这个 T 有什么泛型约束的话，也是在 impl<T: ...> 这里处理。或者 impl 是针对具体类型的话，就是这样 impl Boxed<u32>

struct Boxed<T> {value: T,
}// 对所有类型 T 实现方法
impl<T> Boxed<T> {fn new(value: T) -> Self {Boxed { value }}fn get(&self) -> &T {&self.value}
}

对比 C++，其函数模板和类模板的基础语法如下：

// 函数模板示例
#include <iostream>
#include <string>// 定义一个函数模板
template <typename T>
T add(T a, T b) {return a + b;
}int main() {// 自动推导类型std::cout << add(3, 5) << "\n";         // T 推导为 intstd::cout << add(3.5, 2.1) << "\n";     // T 推导为 double// 显式指定类型std::cout << add<std::string>("Hi, ", "C++") << "\n";
}

// 类模板示例
#include <iostream>// 定义一个类模板
template <typename T>
class Box {
private:T value;
public:Box(T v) : value(v) {}void set(T v) { value = v; }T get() const { return value; }
};// 类外实现成员函数（需要重复 template）
template <typename T>
T Box<T>::get() const {return value;
}int main() {Box<int> intBox(42);std::cout << intBox.get() << "\n";Box<std::string> strBox("Hello");std::cout << strBox.get() << "\n";
}

可以看到 C++ 中调用函数模板时，可以指定泛型也可以不指定，但定义模板变量时，C++ 是不能像 Rust 那样自行推导变量类型的，必须写全泛型类型。但 C++ 中无论是函数模板还是类模板，指定类型的语法是一样的，都是最简单的<>，没有什么 turbofish。上面在类外实现成员函数和 Rust impl 有点像，而且 template 后面的 T 和 Box 后面的 T 的含义也是类似的。

C++ 中也有模板特化的语法，给出模板针对特定类型的实例化。

template <>
class Server<HTTP> : public ServerBase<HTTP> {
public:...