rust 教程 07 核心trait介绍

Rust 核心 Trait 详解

1. Drop

• 作用: 自定义值离开作用域时的清理逻辑
• Trait 定义:

pub trait Drop {
    fn drop(&mut self);
}

• 关键点:
• 自动调用，无法手动触发（可用 std::mem::drop 强制提前释放）
• 用于释放资源（如文件句柄、网络连接）
• 实现了 Drop 的类型不能实现 Copy
• 示例:

struct Resource;
impl Drop for Resource {
    fn drop(&mut self) { println!("资源释放！"); }
}

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2. Sized

• 作用: 标记类型在编译期已知大小
• Trait 特性:
• 隐式自动实现（如 i32, struct）
• 未实现类型：[T]（切片）、str、dyn Trait
• 特殊用法:

fn generic<T: ?Sized>(t: &T) {} // 允许接受未定长类型

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3. Clone vs Copy

Trait	区别	使用场景	示例
Clone	显式深拷贝 (x.clone())	需资源复制的复杂类型	String, Vec<T>
Copy	隐式位复制（自动复制）	简单值类型	i32, f64, 元组（全 Copy）

• 代码示例:

#[derive(Clone, Copy)]
struct Point { x: i32, y: i32 } // 必须同时实现 Clone

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4. Deref / DerefMut

• 作用: 重载解引用操作符 * 和 .
• Trait 定义:

pub trait Deref {
    type Target: ?Sized;
    fn deref(&self) -> &Self::Target;
}

• 关键机制:
• Deref Coercion：自动转换链（如 &Box<String> → &String → &str）
• 常用于智能指针（Box<T>, Rc<T>）
• 示例:

struct MyBox<T>(T);
impl<T> Deref for MyBox<T> {
    type Target = T;
    fn deref(&self) -> &T { &self.0 }
}

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5. Default

• 作用: 提供类型的默认值
• Trait 方法:

pub trait Default {
    fn default() -> Self;
}

• 实用场景:
• 结构体更新语法：Config { timeout: 5, ..Default::default() }
• 泛型约束中初始化类型
• 可派生:

#[derive(Default)]
struct Config { timeout: u32 }

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6. 引用转换 Trait

Trait	作用	方法	典型实现
AsRef<T>	不可变引用转换	as_ref()	String → &str
AsMut<T>	可变引用转换	as_mut()	Vec<T> → &mut [T]
Borrow<T>	借用语义等价转换	borrow()	String → &str
BorrowMut<T>	可变借用语义等价转换	borrow_mut()	Vec<T> → &mut [T]

• 关键区别:
• Borrow 要求哈希/比较行为与原类型一致
• AsRef 用于通用引用转换，无行为一致性要求

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7. 类型转换 Trait

(1) 无错误转换

Trait	方向	方法	示例
From<T>	T → Self	from()	String::from("hi")
Into<T>	Self → T	into()	let s: String = "hi".into();

(2) 可能失败的转换

Trait	错误处理	方法	典型场景
TryFrom<T>	返回 Result	try_from()	数值类型窄化转换
TryInto<T>	返回 Result	try_into()	字符串解析为数字

• 关系:
• Into 自动实现当 From 存在时
• TryInto 自动实现当 TryFrom 存在时

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8. ToOwned

• 作用: 从借用数据创建拥有所有权的副本（泛化的 Clone）
• Trait 定义:

pub trait ToOwned {
    type Owned: Borrow<Self>;
    fn to_owned(&self) -> Self::Owned;
}

• 与 Clone 区别:
• Clone 直接返回 Self，ToOwned 可返回不同但能 Borrow<Self> 的类型
• 经典案例:

let s: &str = "hello";
let owned: String = s.to_owned(); // &str → String

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核心 Trait 总结表

Trait	主要作用	关键方法/机制
Drop	资源清理	自动调用 drop()
Sized	标记编译期已知大小	隐式实现
Clone/Copy	复制语义	clone() / 隐式复制
Deref/Mut	重载解引用操作符	Deref Coercion 机制
Default	默认值初始化	default()
AsRef/Mut	通用引用转换	as_ref(), as_mut()
Borrow/Mut	语义等价借用	HashMap 的键查找
From/Into	无错误类型转换	from(), into()
TryFrom/Into	可能失败的类型转换	try_from(), try_into()
ToOwned	创建所有权副本	to_owned()