【一起学Rust | 设计模式】习惯语法——默认特质、集合智能指针、析构函数

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前言

Rust 不是传统的面向对象编程语言，它的所有特性，使其独一无二。因此，学习特定于Rust的设计模式是必要的。本系列文章为作者学习《Rust设计模式》的学习笔记以及自己的见解。

本期文章主要介绍Rust设计模式中的习惯语法中的

• 默认特质
• 集合智能指针
• 析构函数

默认特质：Rust在开发中，不能每处都要求实现new方法，为了解决这个问题而实现Default特质，除此以外，还可以与其他的容器一同使用。

集合智能指针：使用Deref特质可以将集合变为智能指针，提供拥有和借用的数据视图。

析构函数：Rust没有提供无论函数如何退出，都将执行的代码。但是，可以使用对象的析构函数来运行必须在退出之前运行的代码。

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一、默认特质

在Rust中，许多类型都有一个构造函数，然而这是特定于某种类型的。Rust并没有强制指定每个类型都必须有一个new方法作为构造函数。为了实现这个需求，Rust提供了Default特质，并且可以与其他容器一起使用。

注意：一些容器已经在合适的地方实现的Default特质。

像Cow、Box或Arc这样的单元素容器不仅可以为包含的默认类型实现默认值，还可以自动 #[derive(Default)]为所有字段都实现它的结构，因此实现默认值的类型越多，它就越有用。

另一方面，构造函数可以接受多个参数，而default（）方法不能。甚至可以有多个具有不同名称的构造函数，但每个类型只能有一个默认实现。

以下是一个例子

use std::{path::PathBuf, time::Duration};

// 导出默认值
#[derive(Default, Debug, PartialEq)]
struct MyConfiguration {
    // 选项默认为“None”
    output: Option<PathBuf>,
    // 默认空向量
    search_path: Vec<PathBuf>,
    // 持续时间默认为0
    timeout: Duration,
    // 布尔值默认为Flase
    check: bool,
}

impl MyConfiguration {
    // 在这添加setter
}

fn main() {
    // 构建一个拥有默认值的新实例
    let mut conf = MyConfiguration::default();
    // 做一些处理操作
    conf.check = true;
    println!("conf = {:#?}", conf);
        
    // 部分初始化创建实例
    let conf1 = MyConfiguration {
        check: true,
        ..Default::default()
    };
    assert_eq!(conf, conf1);
}

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二、集合智能指针

使用Deref特质可以将集合变为智能指针，提供拥有和借用的数据视图。以下是一个使用的例子。

use std::ops::Deref;

struct Vec<T> {
    data: RawVec<T>,
    //..
}

impl<T> Deref for Vec<T> {
    type Target = [T];

    fn deref(&self) -> &[T] {
        //..
    }
}
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Vect 是拥有T的集合，&[T]是借用T的集合，为Vec实现Deref特质，将允许&Vec到&[T]的隐式解引用>

就像String和&str，可以参考一下。

所有权和借用是Rust语言的关键方面。为了提供良好的用户体验，数据结构必须适当考虑这些语义。当实现拥有其数据的数据结构时，提供该数据的借用视图允许更灵活的API。

大多数方法只能为借用的视图实现，然后它们可以隐式地用于所属视图。让客户在借用或取得数据所有权之间进行选择。

注意：边界检查时不考虑仅通过解引用可用的方法和特性，因此使用此模式的数据结构的通用编程可能会变得复杂（请参见Borrow和AsRef特性等）。

三、析构函数

Rust没有提供无论函数如何退出，都将执行的代码。但是，可以使用对象的析构函数来运行必须在退出之前运行的代码。

以下是使用的例子

fn bar() -> Result<(), ()> {
    // 这些不是必须要在函数中定义的，也可以在其他地方定义
    struct Foo;

    // 为Foo实现析构函数
    impl Drop for Foo {
        fn drop(&mut self) {
            println!("exit");
        }
    }

    // _exit的dtor将在退出函数“bar”时运行。
    let _exit = Foo;
    // 用？操作符隐式的返回
    baz()?;
    // 正常返回
    Ok(())
}
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如果一个函数有多个返回点，那么在退出时执行代码会变得困难和重复（因此容易出现错误）。这在由于宏而导致返回是隐式的情况下尤其如此。常见的情况是？运算符，如果结果为Err，则返回，但如果结果为Ok，则继续？被用作异常处理机制，但与Java不同（Java最终实现了），无法调度代码在正常和异常情况下运行。Panic也会提前退出函数。

析构函数中的代码将（几乎）始终运行处理Panic、早期返回等。

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总结

以上就是本期文章的所有内容，介绍了Rust设计模式中的习惯语法中的三个部分

• 默认特质
• 集合智能指针
• 析构函数

通过本期内容，希望你能够对Rust开发能有更加深入的了解。