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趣味学RUST基础篇（泛型）

news 2025/9/6 10:11:42

《Rust 代码瘦身营》：告别重复，拥抱“抽象之美”！

“欢迎来到《Rust 代码瘦身营》！今天我们要帮一群‘臃肿’的代码减掉重复的脂肪，练出健美的‘泛型肌肉’！”

场景一：程序员的“复制粘贴”噩梦

想象你写了两个函数：

fn largest_i32(list: &[i32]) -> i32 {let mut largest = list[0];for &item in list {if item > largest {largest = item;}}largest
}fn largest_char(list: &[char]) -> char {let mut largest = list[0];for &item in list {if item > largest {largest = item;}}largest
}

“cool！这两个函数长得一模一样，除了一个处理 i32，一个处理 char。”

这就像你为“穿蓝衣服的人”和“穿红衣服的人”分别写了一套完全相同的操作手册——太浪费了！

解法：提取“通用逻辑”——泛型登场！

Rust 说：

“别慌！我们有泛型（Generics）——
它就像一个‘万能模板’，可以代替任何具体类型！”

我们把上面两个函数合并成一个：

fn largest<T>(list: &[T]) -> T {let mut largest = list[0];for &item in list {if item > largest {  // 这里有问题！先别急largest = item;}}largest
}

T 是什么？
它是一个“类型变量”——你可以把它想象成“某种类型，具体是谁，编译时再定”。

调用它时：

let nums = vec![1, 2, 3];
let max_num = largest(&nums);  // T 自动变成 i32let chars = vec!['a', 'b', 'c'];
let max_char = largest(&chars); // T 自动变成 char

成功瘦身！一个函数，搞定所有类型！

泛型还能用在哪儿？

不只函数，结构体、枚举也能用泛型！

1. 结构体泛型

struct Point<T, U> {x: T,y: U,
}let p1 = Point { x: 1, y: 2.5 };      // T=i32, U=f64
let p2 = Point { x: "hello", y: 'a' }; // T=&str, U=char

就像“万能收纳盒”：
你想放啥类型，它就变成啥类型！

2. 枚举泛型

还记得 Option<T> 和 Result<T, E> 吗？

enum Option<T> {Some(T),None,
}enum Result<T, E> {Ok(T),Err(E),
}

它们本身就是泛型的典范！
一个 Option，能装 i32、String、File……无所不能！

但泛型不是“万能胶”——它需要“行为保证”

回到 largest<T> 函数：

if item > largest { ... } // 编译错误！

问题来了：

“所有类型都能用 > 比较吗？”

比如，你能比较两个 String 吗？可以。
但你能比较两个 File 吗？不行！

所以 Rust 说：

“你得告诉我：T 必须支持‘比较’这个行为！”

这就引出了——

Trait：行为的“合同”

Trait 就像一份“能力合同”：

trait Comparable {fn compare(&self, other: &Self) -> bool;
}

但我们不用自己写，Rust 标准库有现成的：

use std::cmp::PartialOrd;fn largest<T: PartialOrd>(list: &[T]) -> T {let mut largest = list[0];for &item in list {if item > largest {  // 现在可以了！largest = item;}}largest
}

T: PartialOrd 意思是：
“T 必须实现了 PartialOrd trait，也就是支持比较操作！”

就像招聘：
“我们招程序员，但必须会写代码！”（会写代码 = trait）

终极挑战：生命周期（Lifetimes）——引用的“时间管理大师”

泛型不只是类型，还有时间！

看这段代码：

fn longest(x: &str, y: &str) -> &str {if x.len() > y.len() { x } else { y }
}

看起来没问题？但 Rust 会报错：

“我怎么知道返回的引用，比 x 和 y 活得更久？”

这就像问：

“你借了两本书，哪本借得更久？但你还没说你什么时候还！”

所以 Rust 引入了 生命周期参数：

fn longest<'a>(x: &'a str, y: &'a str) -> &'a str {if x.len() > y.len() { x } else { y }
}

'a 是一个“生命周期变量”：
它保证 x、y 和返回值都“活”得一样久。

就像约会：
“我们仨的见面时间，不能超过最短的那个能待的时间。”

总结：三大法宝，一网打尽

工具	作用	类比
泛型 `<T>`	抽象类型，避免重复代码	万能模板
Trait	约束泛型的行为	能力合同
生命周期 `'a`	管理引用的存活时间	时间管理大师