概述

相對其他語言(java/C#)提供了接口來滿足對不同類型的值進行操作的代碼(甚至包括那些尚未實現(xiàn)的類型)柑船，并能夠結(jié)合泛型來實現(xiàn)語言的“多態(tài)化”霞溪；同樣Rust為了達到對“多態(tài)”的支持提供了trait(特型)和generic(泛型)。
而trait(特型)算是rust對接口或抽象基類的實現(xiàn)链嘀。
舉個類型： 標準庫中關(guān)于Write定義 std::io::Write

trait Write {
    fn write(&mut self, buf: &[u8]) -> Result<usize>;
    fn flush(&mut self) -> Result<()>;
       fn write_all(&mut self, buf: &[u8]) -> Result<()> {
        // 省略部分代碼
       }
       // 省略代碼
}

同樣在標準類型庫中File兜叨、TcpStream和Vec<u8>等實現(xiàn)了std::io::Write

use std::io::Write; // 需要引入對應(yīng)的trait

fn say_hello(out: &mut Write) -> std::io::Result<()> {
    out,write_all(b"welcome to rust world!!!")?;    // 使用Vec<u8> 
    out.flush();
}

///  測試用例
use std::fs::File;
fn main() {
    let mut file = std::fs::File::create("hello_world.txt").unwrap();
    say_hello(&mut file);

    let mut bytes = vec![];
    say_hello(&mut bytes);
    println!("bytes={:?}", bytes);
}

同樣使用trait(特型)添加給類型不用額外內(nèi)存

使用trait(特型)

在rust中trait(特型)是一種任何類型都可以支持或不支持；trait可以認為某類型能夠做什么的一種能力谱姓；(當使用trait特型方法時需要確保其本身必須存在當前作用域中借尿，否則trait特型所有的方法都是不可用的；若是trait特型是標準前置模塊的一部分屉来，這樣rust就會默認自動將其引入)路翻。
1、trait object(特型對象/特型目標)

use std::io::Write;
fn main()  {
    let mut buf: Vec<u8> = vec![];

    // let writer: Write = buf; // 不能通過編譯茄靠，編譯時不知道write真實大小
    let writer: &mut Write = &mut buf; 
}

上面的例子中l(wèi)ine-error-1這行是不能通過編譯的帚桩，在rust中變量大小在編譯期間必須可知的，但是實現(xiàn)Write的類型大小是任意的嘹黔，這一點不同于其他語言(java/C#)账嚎，因為這些語言默認定義的變量是一個引用，并執(zhí)行任何實現(xiàn)了interface或abstract的對象儡蔓；但是在rust的引用必須是顯式的郭蕉。并且在rust將一個trait特型類型的引用稱為trait object(特型對象/特型目標)。
不過需要知道的是：trait object(特型對象/特型目標)在編譯期間通常是不知道引用對象/目標的類型喂江，那就需要trait object(特型對象/特型目標)包含一些關(guān)于trait object(特型對象/特型目標)的額外信息召锈，并且這個信息僅限r(nóng)ust內(nèi)部自身使用，確保在調(diào)用trait特型方法時知道類型信息获询，這樣才能動態(tài)調(diào)用正確的方法涨岁。

2、trait object(特型對象/特型目標)的內(nèi)存分布
在內(nèi)存中, trait object(特型對象/特型目標)是一個胖指針,包含指向值的指針和指向表示該值類型的表的指針吉嚣； 每個trait object(特型對象/特型目標)都會占用兩個機器字梢薪；

let mut buf: Vec<u8> = vec![];

let writer: &mut Write = &mut buf;  

內(nèi)存布局如下：

在rust中會在編譯時生成虛擬表并且只生成一次，并有同類型的所有對象共享(impl trait_name for traint_imple_name)尝哆；這樣在調(diào)用一個trait object(特型對象/特型目標)的方法時秉撇，會自動使用虛擬表，已確定調(diào)用了哪個實現(xiàn)秋泄。

3琐馆、traint特型的定義和實現(xiàn)
在前面的例子中定義trait特型其實是很簡單的：

關(guān)鍵字trait Trait_Name {

// trait體 定義不同的方法
// 方法

}

樣例：

trait Action {
    fn draw(&self, canvas: &mut Canvas);
    fn hit_test(&self, x:i32, y:i32) -> bool;
}

同樣，實現(xiàn)trait也是相對比較簡單的：

關(guān)鍵字 impl Trait_Name for Type_Name {
// 實現(xiàn)的方法

}

樣例：

impl Action for Broom {
    fn draw(&self, canvas: &mut Canvas) {
        for y in self.y - self.height -1 .. self.y {
            canvas.write_at(self.x, y, '|');
        }
        canvas.write_at(self.x, self.y, 'M');
    }

    fn hit_test(&self, x: i32, y: i32)  -> bool {
        self.x == x 
        && self.y - self.height - 1 <= y 
        && y <= self.y
    }
}

而非trait特型的方法恒序，可以使用impl Type_Name來定義：

impl Type_Name {
    fn method_name(&self, ...<參數(shù)>...);
    fn method_name(...<參數(shù)>...);
    ...
}

不過在實現(xiàn)trait時瘦麸，若是其中某個或某些方法相對通用，可以在trait特型中提供當前方法的默認實現(xiàn)歧胁。 這樣通過impl Trait_Name for Type_Name 語法來實現(xiàn)trait時滋饲，可以使用這個默認方法彤敛。

在Rust允許在任意類型上實現(xiàn)任意trait特型，這樣就可以給任意類型擴張功能：

樣例： 擴展現(xiàn)有char類型的功能

trait IsEmoji {
    fn is_emlji(&self) -> bool;
}

impl IsEmoji for char {
    fn is_emoji(&self) -> bool {
        ...
    }
}

同樣了赌，可以一次性全部實現(xiàn)一個擴展trait特型： 使用泛型impl語法讓一個類型“家族”都具有某個擴展trait特型(關(guān)于泛型這塊會有單獨的介紹)墨榄。

樣例：對每個實現(xiàn)Write的類型，在實現(xiàn)trait特型WriteHtml

use std::io::{self, Write};

trait WriteHtml {
    fn write_html(&mut self, html: &HtmlDocument) -> io::Result;
}

impl<W: Write> WriteHtml for W {
    fn write_html(&mut self, html: &HtmlDocument) -> io::Result<()> {
        ......
    }
}

在rust中trait特型也能夠?qū)崿F(xiàn)其他語言的“繼承”勿她， 通過impl來實現(xiàn)trait時需要實現(xiàn)當前trait特型及其父trait特型袄秩。

樣例：子trait特型

trait Trait_Name: Parent_Trait_Name {
    ...
}

引用

trait特型

rust之trait-知乎