类型系统: 泛型

1. 泛型参数的三种使用场景

• 使用泛型参数延迟数据结构的绑定
• 使用泛型参数和 PhantomData, 声明数据结构中不直接使用, 但在实现过程中需要用到的类型.
• 使用泛型参数让同一个数据结构对同一个trait可以有不同的实现

1.1 泛型参数做延迟绑定

#![allow(unused)]
fn main() {
/// Service 数据结构
pub struct Service<Store = MemTable> {
    inner: Arc<ServiceInner<Store>>,
}
}

它使用了一个泛型参数Store, 并且这个泛型参数有一个缺省值, 在使用时可以不必提供泛型参数, 直接使用缺省值. 这个泛型参数在随后的实现中可以被逐渐约束.

#![allow(unused)]
fn main() {
impl<Store> Service<Store> {
    pub fn new(store: Store) -> Self { ... }
}

impl<Store: Storage> Service<Store> {
    pub fn execute(&self, cmd: CommandRequest) -> CommandResponse { ... }
}
}

1.2 使用泛型参数和幽灵数据 (PhantomData) 提供额外类型

设计一个 User 和 Product 数据结构, 它们都有一个 u64 类型的 id. 然而我希望每个数据结构的 id 只能和同种类型的 id 比较.

#![allow(unused)]
fn main() {
use std::marker::PhantomData;

#[derive(Debug, Default, PartialEq, Eq)]
pub struct Identifier<T> {
    inner: u64,
    _tag: PhantomData<T>,
}

#[derive(Debug, Default, PartialEq, Eq)]
pub struct User {
    id: Identifier<Self>,
}

#[derive(Debug, Default, PartialEq, Eq)]
pub struct Product {
    id: Identifier<Self>,
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn id_should_not_be_the_same() {
        let user = User::default();
        let product = Product::default();

        // 两个 id 不能比较, 因为他们属于不同的类型
        // assert_ne!(user.id, product.id);

        assert_eq!(user.id.inner, product.id.inner);
    }
}
}

让我们可以用 PhantomData 来持有 Phantom Type. PhantomData 中文一般翻译成幽灵数据, 这名字透着一股让人不敢亲近的邪魅, 但它被**广泛用在处理, 数据结构定义过程中不需要, 但是在实现过程中需要的泛型参数. **

1.3 使用泛型参数来提供多个实现

用泛型数据结构来统一相同的逻辑, 用泛型参数的具体类型来处理变化的逻辑.

我们写代码的首要目标是正确地实现所需要的功能, 在正确性的前提下, 优雅简洁的表达才有意义.