Rust中的泛型Generics

泛型（Generics）是用于高效处理重复概念的工具，是具体类型或其他属性的抽象替代。

在Rust中，泛型是一种让函数、结构体、枚举、Trait等支持多种类型二不重复代码的机制；（类似于C++中的模板）Rust的泛型在编译期是单态化（monomorphization）的，即在编译时将泛型替换为具体的类型，不会带来运行期开销。

函数中的泛型

泛型函数是指，在函数签名中指定参数和返回值的类型的地方，改用泛型表示。

以查找切片中最大值为例（为保证元素可比较，需要约束为PartialOrd）：

fn largest<T: std::cmp::PartialOrd>(list: &[T]) -> &T {let mut largest = &list[0];for item in list {if item > largest {largest = item;}}largest
}

const泛型

数组类型在 Rust 中写作 [T; N]：

• T 是元素类型（可以是泛型参数）；
• N 是编译期常量长度（const）。

同一类型不同长度的数组也是不同的数组类型。可以使用数组切片（引用）和泛型来解决处理任何类型数组的问题。

定义一个可以接受任意类型、任意长度的数组的函数：

fn print_array<T: std::fmt::Debug, const N: usize>(arr: [T; N]) {println!("{:?}", arr);
}

类型定义时的泛型

定义类型时，其数据不确定具体类型时，可用泛型替代。

结构体中的泛型

结构体中的字段类型用泛型来定义

pub struct Point<T, U> {x: T,y: U,
}

特化（Specialization）

泛型结构体中的方法也可类似C++中进行偏特化与全特化（不同的时，不同特化下方法不能重名）；与C++传统特化（避免语义歧义）不同，Rust通过不同 <font style="color:rgb(0, 0, 0);">impl</font>块实现类似效果：

impl<T: std::fmt::Debug, U: std::fmt::Debug> Point<T, U> {pub fn new(x: T, y: U) -> Self {Self { x, y }}pub fn full(&self) {println!("full: {:?}", self);}
}impl<T: std::fmt::Debug> Point<T, T> {pub fn partial(&self) {println!("partial: {:?}", self);}
}impl Point<i32, i32> {pub fn output(&self) {println!("none: {:?}", self);}
}

枚举中的泛型

枚举成员也可使用泛型，Rust中常用的Option与Result即为泛型枚举

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

泛型约束

当需要泛型类型支持特定操作时，需要使用 trait 约束。例如，要打印泛型类型的值，需要它实现 <font style="color:rgba(0, 0, 0, 0.85);">Display</font>

内联约束

约束直接放在类型后面，当有多个时，使用+进行指定：

fn some_function<T: Display + Clone, U: Clone + Debug>(t: T, u: U) {// ...
}

where语法

使用 <font style="color:rgba(0, 0, 0, 0.85);">where</font> 从句使约束更清晰：

fn some_function<T, U>(t: T, u: U) 
whereT: Display + Clone,U: Clone + Debug,
{// ...
}