有时,当你编写函数或数据类型时,我们可能会希望它能处理多种类型的参数。幸运的是,Rust有一个能给我们更好选择的功能:泛型。泛型在类型理论中叫做参数多态(parametric polymorphism),它意味着它们是对于给定参数(parametric)能够有多种形式(poly
是多,morph
是形态)的函数或类型。
不管怎么样,类型理论就说这么多,现在我们来看些泛型代码。Rust 标准库提供了一个范型的类型——Option<T>
:
enum Option<T> {
Some(T),
None,
}
之前你已见过几次的<T>
部分代表它是一个泛型数据类型。在上面的枚举声明中,每当我们看到T
,我们用这个类型代替我们泛型中使用的类型。下面是一个使用Option<T>
的例子,它带有额外的类型标注:
let x: Option<i32> = Some(5);
在类型声明中,我们看到Option<i32>
。注意它与Option<T>
的相似之处。在这个特定的Option
中,T
的值为i32
。在绑定的右侧,我们用了Some(T)
,其中T
是5
。因为它是i32
型的,两边类型相符,所以皆大欢喜。如果不相符,我们会得到一个错误:
let x: Option<f64> = Some(5);
// error: mismatched types: expected `core::option::Option<f64>`,
// found `core::option::Option<_>` (expected f64 but found integral variable)
这并不意味着我们不能写用f64
的Option<T>
!只是类型必须相符:
let x: Option<i32> = Some(5);
let y: Option<f64> = Some(5.0f64);
这样就好了。一处定义,到处使用。
不一定只有一个类型是泛型的。想想Rust标准库中另一个类似的Result<T, E>
类型:
enum Result<T, E> {
Ok(T),
Err(E),
}
这里有两个泛型类型:T
和E
。另外,大写字母可以是任何你喜欢的(大写)字母。我们可以定义Result<T, E>
为:
enum Result<A, Z> {
Ok(A),
Err(Z),
}
如果你想这么做的话。惯例告诉我们第一个泛型参数应该是T
,代表type
,然后我们用E
来代表error
。然而,Rust并不管这些。
Result<T, E>
意图作为计算的返回值,并为了能够在不能工作时返回一个错误。
我们可以用熟悉的语法编写一个获取泛型参数的函数:
fn takes_anything<T>(x: T) {
// do something with x
}
语法有两部分:<T>
代表“这个函数带有一个泛型类型”,而x: T
代表“x
是T
类型的”。
多个参数可以有相同的泛型类型:
fn takes_two_of_the_same_things<T>(x: T, y: T) {
// ...
}
我们可以写一个获取多个(泛型)类型的版本:
fn takes_two_things<T, U>(x: T, y: U) {
// ...
}
你也可以在一个struct
中储存泛型类型:
struct Point<T> {
x: T,
y: T,
}
let int_origin = Point { x: 0, y: 0 };
let float_origin = Point { x: 0.0, y: 0.0 };
与函数类似,<T>
是我们声明的泛型参数,而我们也接着在类型定义中使用x: T
。
当你想要给泛型struct
增加一个实现时,你可以在impl
声明类型参数:
# struct Point<T> {
# x: T,
# y: T,
# }
#
impl<T> Point<T> {
fn swap(&mut self) {
std::mem::swap(&mut self.x, &mut self.y);
}
}
目前为止你已经见过了支持几乎任何类型的泛型。他们在很多地方都是有用的:你已经见过了Option<T>
,接下来你还将见到像Vec<T>
这样的通用容器类型。另一方面,通常你想要用灵活性去换取更强的表现力。阅读trait bound章节来了解为什么和如何做。