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Learn Rust Coding · 课时

泛型结构体和枚举

构建灵活的数据类型。

泛型结构体和枚举 是 CoddyKit 上的免费 Learn Rust Coding 课时。 这是第 2 节课,共 4 节。 你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。 这是 Learn Rust Coding 学习路径的一部分,你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 Learn Rust Coding 课程共包含 4 节课。

泛型数据结构

与函数一样,结构体和枚举也可以对一个或多个类型使用泛型。这让单个定义能够保存任意类型的值。

标准库就是这样构建的:Vec<T>、Option<T> 和 Result<T, E> 都是泛型类型。

泛型结构体

在结构体名称后声明类型参数,然后将其用于字段。这里的 Point 保存两个相同类型 T 的值。

现在,一个定义就可以用于整数点、浮点数点等多种情况。

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

构造泛型结构体

创建实例时,编译器会根据字段值推断 T。两个字段必须使用相同的类型。

此程序使用同一个结构体构造了一个整数点和一个浮点数点。

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

fn main() {
    let a = Point { x: 1, y: 2 };
    let b = Point { x: 1.5, y: 4.0 };
    println!("{} {}", a.x, b.y);
}

混合类型参数

使用两个参数可以让字段使用不同类型。Pair<T, U> 可以同时保存一个整数和一个字符串。

当字段必须匹配时选择一个参数;当字段可以不同步时选择多个参数。

struct Pair<T, U> {
    first: T,
    second: U,
}

泛型结构体上的方法

要添加方法,请在 impl 代码块中重复类型参数:impl<T> Point<T>。impl 后的参数用于声明它;类型名称后的参数用于应用它。

这里的获取器会返回对 x 字段的引用。

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

impl<T> Point<T> {
    fn x(&self) -> &T {
        &self.x
    }
}

带约束的方法

您可以只为某些具体类型,或为满足某个约束的类型编写方法。这个 impl 只适用于 Point<f64>。

因此,dist_from_origin 存在于浮点数点上,但不存在于整数点上。

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

impl Point<f64> {
    fn dist_from_origin(&self) -> f64 {
        (self.x * self.x + self.y * self.y).sqrt()
    }
}

泛型枚举

枚举同样可以使用泛型。每个变体都可以携带泛型数据。这与标准的 Option 相似,它要么是 Some(T),要么是 None。

定义自己的类型有助于您理解库中的这种类型是如何工作的。

enum Maybe<T> {
    Just(T),
    Nothing,
}

枚举中的两个参数

Result 使用两个参数,因此成功值和错误值可以使用不同类型。下面是一个简化版本。

枚举中的多个类型参数为整个生态系统提供了灵活的错误处理能力。

enum Either<L, R> {
    Left(L),
    Right(R),
}

匹配泛型枚举

您可以像匹配具体枚举一样,对泛型枚举进行模式匹配。变体中携带的值会在匹配分支中成为一个绑定。

此程序会解包自定义的 Maybe,并打印其中的值或备用值。

enum Maybe<T> { Just(T), Nothing }

fn main() {
    let m: Maybe<i32> = Maybe::Just(5);
    match m {
        Maybe::Just(n) => println!("got {}", n),
        Maybe::Nothing => println!("empty"),
    }
}

封装值

一种常见模式是使用一个只有一个字段的包装结构体,该字段类型为 T,并配有辅助方法。这里的 Wrapper 可以保存并返回任意值。

这是新类型模式和类似智能指针的类型的基础。

struct Wrapper<T> { inner: T }

impl<T> Wrapper<T> {
    fn new(v: T) -> Self {
        Wrapper { inner: v }
    }
}

fn main() {
    let w = Wrapper::new("hi");
    println!("{}", w.inner);
}

没有运行时开销

泛型结构体和枚举同样会进行单态化。编译后,Point<i32> 和 Point<f64> 会变成两个不同且完全专用化的类型。

泛型类型本身不会产生隐藏的间接访问或标签。

快速检查

测试您对泛型结构体和枚举的理解。

回顾

结构体和枚举会在名称后声明类型参数,并将其用于字段和变体,从而支持 Option 和 Result 等可复用容器。

方法会在 impl<T> 中重复参数,您还可以为具体类型编写专用的 impl 代码块。所有内容都会进行单态化,因此不会产生额外开销。

常见问题解答

「泛型结构体和枚举」课时是免费的吗?

是的 — 「泛型结构体和枚举」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习(内置代码编辑器和全天候 AI 导师)并解锁 Learn Rust Coding 课程的其余内容,请升级到 CoddyKit PRO。 Learn Rust Coding 课程共包含 4 节课。

「泛型结构体和枚举」这节课中我会学到什么?

构建灵活的数据类型。 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Learn Rust Coding,全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 Learn Rust Coding 需要有经验吗?

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 Learn Rust Coding 课程适合初学者到高级学习者,你可以从这里开始或从头开始,按照自己的节奏学习。 这是第 2 节课,共 4 节。

「泛型结构体和枚举」课时需要多长时间?

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动,所以你能稳步进步,并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 Learn Rust Coding 课中编写并运行代码吗?

能。每节 Learn Rust Coding 课都包含内置代码编辑器,你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码,并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

此课程中的所有课时

  1. 泛型函数
  2. 泛型结构体和枚举
  3. 特征约束
  4. where 子句与多重约束
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