rust高级特征

文章目录

  • 不安全的rust
    • 解引用裸指针
      • 裸指针与引用和智能指针的区别
      • 裸指针使用解引用运算符 *,这需要一个 unsafe 块
      • 调用不安全函数或方法
      • 在不安全的代码之上构建一个安全的抽象层
    • 使用 extern 函数调用外部代码
      • rust调用C语言函数
      • rust接口被C语言程序调用
    • 访问或修改可变静态变量
      • 静态变量
      • 可变静态变量
    • 实现不安全 trait
    • 访问联合体中的字段
  • 高级trait
    • 关联类型在 trait 定义中指定占位符类型
      • 使用关联类型:针对一个类型的实现
      • 使用泛型:针对多个类型的实现
    • 默认泛型类型参数和运算符重载
      • 重载标准库Add操作符,实现Add特征可以让Point支持Add操作符
    • 调用同名方法
      • 如果是特征和结构体类型定义的都是关联函数,情况则不同
    • 超特征Super trait
    • 新类型newtype 模式用于在外部类型上实现外部 trait
      • 新类型可以提供轻量级的封装机制
      • 创建类型别名
      • 从不返回的 never type
        • continue
        • panic!
        • 有着 ! 类型的表达式是 loop
    • 动态类型DST
      • str
      • 特征是动态长度类型的:编译时借助Sized trait
  • 高级函数
    • 函数指针fn(x)->y
    • 三种闭包类型:Fn,FnMut,FnOnce
    • 元组结构体和元组结构体成员
    • 返回一个闭包
    • 声明(Declarative)宏
    • 过程(Procedural)宏
      • 如何编写自定义 derive 宏:只适用于结构体和枚举
      • 类属性宏:适用于结构体、枚举、函数
      • 类函数宏
  • 参考

不安全的rust

不安全的rust提供的能力如下:

  • 解引用裸指针
  • 调用不安全的函数或方法
  • 访问或修改可变静态变量
  • 实现不安全 trait
  • 访问 union 的字段

unsafe 并不会关闭借用检查器或禁用任何其他 Rust 安全检查:如果在不安全代码中使用引用,它仍会被检查。

unsafe 关键字只是提供了那五个不会被编译器检查内存安全的功能。你仍然能在不安全块中获得某种程度的安全。

解引用裸指针

裸指针与引用和智能指针的区别

  • 允许忽略借用规则,可以同时拥有不可变和可变的指针,或多个指向相同位置的可变指针
  • 不保证指向有效的内存
  • 允许为空
  • 不能实现任何自动清理功能

eg:如何从引用同时创建不可变和可变裸指针

#![allow(unused)]
fn main() {let mut num = 5;let r1 = &num as *const i32; //不可变裸指针let r2 = &mut num as *mut i32; //可变裸指针
}

裸指针使用解引用运算符 *,这需要一个 unsafe 块

#![allow(unused)]
fn main() {let mut num = 5;let r1 = &num as *const i32;let r2 = &mut num as *mut i32;unsafe {println!("r1 is: {}", *r1);println!("r2 is: {}", *r2);}
}

编译

▶ cargo runBlocking waiting for file lock on build directoryCompiling bobo v0.1.0 (/home/wangji/code/rust/bobo)Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 9.83sRunning `target/debug/bobo`
r1 is: 5
r2 is: 5

调用不安全函数或方法

#![allow(unused)]
fn main() {unsafe fn dangerous() {}// 必须在一个单独的 unsafe 块中调用 dangerous 函数unsafe {dangerous();}
}

在不安全的代码之上构建一个安全的抽象层

问题代码

#![allow(unused)]
fn main() {let mut v = vec![1, 2, 3, 4, 5, 6];let r = &mut v[..];let (a, b) = r.split_at_mut(3);assert_eq!(a, &mut [1, 2, 3]);assert_eq!(b, &mut [4, 5, 6]);
}fn split_at_mut(slice: &mut [i32], mid: usize) -> (&mut [i32], &mut [i32]) {let len = slice.len();assert!(mid <= len);// 不能对切片进行两次可变借用(&mut slice[..mid], &mut slice[mid..])
}

使用slice处理裸指针

#![allow(unused)]
fn main() {let mut v = vec![1, 2, 3, 4, 5, 6];let r = &mut v[..];let (a, b) = r.split_at_mut(3);assert_eq!(a, &mut [1, 2, 3]);assert_eq!(b, &mut [4, 5, 6]);
}use std::slice;
// 切片slice包括指向某个数据的指针和数据的长度
fn split_at_mut(slice: &mut [i32], mid: usize) -> (&mut [i32], &mut [i32]) {let len = slice.len();let ptr = slice.as_mut_ptr(); // 返回指向slice中第一个元素的裸指针assert!(mid <= len);unsafe {(slice::from_raw_parts_mut(ptr, mid),slice::from_raw_parts_mut(ptr.add(mid), len - mid),)}
}

使用 extern 函数调用外部代码

extern,有助于创建和使用 外部函数接口(Foreign Function Interface, FFI)。外部函数接口是一个编程语言用以定义函数的方式,其允许不同(外部)编程语言调用这些函数。

如何集成 C 标准库中的 abs 函数。

rust调用C语言函数

extern "C" {fn abs(input: i32) -> i32;
}fn main() {unsafe {println!("Absolute value of -3 according to C: {}", abs(-3));}
}

rust接口被C语言程序调用

还需增加 #[no_mangle] 标注来告诉 Rust 编译器不要 mangle 此函数的名称。Mangling 发生于当编译器将我们指定的函数名修改为不同的名称时,这会增加用于其他编译过程的额外信息,不过会使其名称更难以阅读。

每一个编程语言的编译器都会以稍微不同的方式 mangle 函数名,所以为了使 Rust 函数能在其他语言中指定,必须禁用 Rust 编译器的 name mangling。

#![allow(unused)]
fn main() {#[no_mangle]pub extern "C" fn call_from_c() {println!("Just called a Rust function from C!");}
}

访问或修改可变静态变量

静态变量

rust中全局变量就是静态变量

static HELLO_WORLD: &str = "Hello, world!";fn main() {println!("name is: {}", HELLO_WORLD);
}

可变静态变量

访问不可变静态变量必须使用unsafe{}包起来

static mut COUNTER: u32 = 0;fn add_to_count(inc: u32) {unsafe {COUNTER += inc;}
}fn main() {add_to_count(3);unsafe {println!("COUNTER: {}", COUNTER);}
}

实现不安全 trait

#![allow(unused)]
fn main() {unsafe trait Foo {// methods go here}unsafe impl Foo for i32 {// method implementations go here}
}

访问联合体中的字段

高级trait

关联类型在 trait 定义中指定占位符类型

关联类型(associated types)是一个将类型占位符与 trait 相关联的方式,这样 trait 的方法签名中就可以使用这些占位符类型。trait 的实现者会针对特定的实现在这个类型的位置指定相应的具体类型。如此可以定义一个使用多种类型的 trait,直到实现此 trait 时都无需知道这些类型具体是什么。

使用关联类型:针对一个类型的实现

#![allow(unused)]
fn main() {}pub trait Iterator {//一个带有关联类型的 trait 的例子是标准库提供的 Iterator trait。它有一个叫做 Item 的关联类型来替代遍历的值的类型。type Item;fn next(&mut self) -> Option<Self::Item>;
}
struct Counter {}
impl Iterator for Counter {type Item = u32;fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {// --snip--Some(0)}
}// 报错!!
impl Iterator for Counter {type Item = u16;fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {// --snip--Some(0)}
}

使用泛型:针对多个类型的实现

使用泛型修改:可以支持多个类型

#![allow(unused)]
fn main() {}pub trait Iterator<T> {fn next(&mut self) -> Option<T>;
}
struct Counter {}
impl Iterator<u32> for Counter {fn next(&mut self) -> Option<u32> {// --snip--Some(0)}
}impl Iterator<u16> for Counter {fn next(&mut self) -> Option<u16> {// --snip--Some(0)}
}

默认泛型类型参数和运算符重载

重载标准库Add操作符,实现Add特征可以让Point支持Add操作符

use std::ops::Add;#[derive(Debug, PartialEq)]
struct Point {x: i32,y: i32,
}impl Add for Point {type Output = Point;fn add(self, other: Point) -> Point {Point {x: self.x + other.x,y: self.y + other.y,}}
}fn main() {assert_eq!(Point { x: 1, y: 0 } + Point { x: 2, y: 3 },Point { x: 3, y: 3 });
}

rust标准库Add特征源码:

  • rhs:right hand side表示右手边,Self表示实现Add特征的类型

比较陌生的部分是尖括号中的 RHS=Self:这个语法叫做 默认类型参数(default type parameters)

RHS 是一个泛型类型参数(“right hand side” 的缩写),它用于定义 add 方法中的 rhs 参数。如果实现 Add trait 时不指定 RHS 的具体类型,RHS 的类型将是默认的 Self 类型,也就是在其上实现 Add 的类型。

在这里插入图片描述

注意如果想加的类型不同,那么泛型则需要指定

#![allow(unused)]
fn main() {}use std::ops::Add;struct Millimeters(u32);
struct Meters(u32);impl Add<Meters> for Millimeters {type Output = Millimeters;fn add(self, other: Meters) -> Millimeters {Millimeters(self.0 + (other.0 * 1000))}
}

默认参数类型主要用于如下两个方面:

  • 扩展类型而不破坏现有代码。
  • 在大部分用户都不需要的特定情况进行自定义。

调用同名方法

rust允许特征拥有同名的方法,可以让一个类型同时实现这两个特征,也可以让一个类型拥有和特征同名的方法

trait Pilot {fn fly(&self);
}trait Wizard {fn fly(&self);
}struct Human;impl Pilot for Human {fn fly(&self) {println!("This is your captain speaking.");}
}impl Wizard for Human {fn fly(&self) {println!("Up!");}
}impl Human {fn fly(&self) {println!("*waving arms furiously*");}
}fn main() {let person = Human;//显式调用特征的方法Pilot::fly(&person);Wizard::fly(&person);person.fly();
}

编译

 cargo runCompiling blog v0.1.0 (/home/wangji/installer/rust/bobo/smartPtr)Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 6.29sRunning `target/debug/blog`
This is your captain speaking.
Up!
*waving arms furiously*

如果是特征和结构体类型定义的都是关联函数,情况则不同

trait Animal {fn baby_name() -> String;
}struct Dog;impl Dog {fn baby_name() -> String {String::from("Spot")}
}impl Animal for Dog {fn baby_name() -> String {String::from("puppy")}
}fn main() {println!("A baby dog is called a {}", Dog::baby_name());//调用实现Animal trait的baby_name函数println!("A baby dog is called a {}", <Dog as Animal>::baby_name());
}

编译

 cargo runCompiling blog v0.1.0 (/home/wangji/installer/rust/bobo/smartPtr)Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.33sRunning `target/debug/blog`
A baby dog is called a Spot
A baby dog is called a puppy

超特征Super trait

一个特征依赖另外一个特征,被依赖的特征就称之为超特征。

问题代码:

#![allow(unused)]
fn main() {}trait OutlinePrint {fn outline_print(&self) {// 不知道是否实现了to_string,to_string特征是在dispaly特征中定义的let output = self.to_string();let len = output.len();println!("{}", "*".repeat(len + 4));println!("*{}*", " ".repeat(len + 2));println!("* {} *", output);println!("*{}*", " ".repeat(len + 2));println!("{}", "*".repeat(len + 4));}
}

解决办法继承超特征:fmt::Display特征

#![allow(unused)]
fn main() {}use std::fmt;trait OutlinePrint: fmt::Display {fn outline_print(&self) {// Display 特征中包含to_string()方法let output = self.to_string();let len = output.len();println!("{}", "*".repeat(len + 4));println!("*{}*", " ".repeat(len + 2));println!("* {} *", output);println!("*{}*", " ".repeat(len + 2));println!("{}", "*".repeat(len + 4));}
}
#![allow(unused)]
fn main() {}use std::fmt;// 有时我们可能会需要某个 trait 使用另一个 trait 的功能
// 在这种情况下,需要能够依赖相关的 trait 也被实现。这个所需的 trait 是我们实现的 trait 的 父(超) trait(supertrait)
trait OutlinePrint: fmt::Display {fn outline_print(&self) {// Display 特征中包含to_string()方法//因为指定了 OutlinePrint 需要 Display trait,则可以在 outline_print 中使用 to_string, 其会为任何实现 Display 的类型自动实现let output = self.to_string();let len = output.len();println!("{}", "*".repeat(len + 4));println!("*{}*", " ".repeat(len + 2));println!("* {} *", output);println!("*{}*", " ".repeat(len + 2));println!("{}", "*".repeat(len + 4));}
}struct Point {x: i32,y: i32,
}//如果要在实现 OutlinePrint 特征的 struct 中调用 outline_print,则必须实现 fmt::Display trait
impl OutlinePrint for Point {}impl fmt::Display for Point {fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {write!(f, "({}, {})", self.x, self.y)}
}

新类型newtype 模式用于在外部类型上实现外部 trait

孤儿规则(orphan rule),它说明只要 trait 或类型,两者至少有一个在你的crate中定义的时候呢,你才能让你的类型实现你的特征。

如果特征和类型都不是你的crate中定义的,而你仍然想要你的类型实现你的特征,那就需要新类型模式

例如,如果想要在 Vec<T> 上实现 Display,而孤儿规则阻止我们直接这么做,因为 Display trait 和 Vec<T> 都定义于我们的 crate 之外。

可以创建一个包含 Vec<T> 实例的 Wrapper 结构体,接着可以如示例 19-31 那样在 Wrapper 上实现 Display 并使用 Vec<T> 的值:

use std::fmt;// 如果想在Vec上实现Dispaly特征,但是Vec和Display特征都不是在这个模块定义的,通过创建一个Wrapper封装类型,绕过孤儿规则
// Wrapper是在我们crate中定义的,所以可以正常实现Display特征
struct Wrapper(Vec<String>);impl fmt::Display for Wrapper {fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {write!(f, "[{}]", self.0.join(", "))}
}fn main() {let w = Wrapper(vec![String::from("hello"), String::from("world")]);println!("w = {}", w);
}

新类型可以提供轻量级的封装机制

定义一些有语义的元组结构体的类型,比起原始类型更加有语义

struct Age(u32);struct ID(u32);fn  main()
{}

创建类型别名

#![allow(unused)]
fn main() {type Kilometers = i32;let x: i32 = 5;let y: Kilometers = 5;println!("x + y = {}", x + y);
}
#![allow(unused)]
fn main() {type Thunk = Box<dyn Fn() + Send + 'static>;let f: Thunk = Box::new(|| println!("hi"));fn takes_long_type(f: Thunk) {// --snip--}fn returns_long_type() -> Thunk {// --snip--Box::new(|| ())}
}

从不返回的 never type

这个名字描述了它的作用:在函数从不返回的时候充当返回值

continue
#![allow(unused)]
fn main() {// match 的分支必须返回相同的类型。/*** 特殊情况:continue 的值是 !。也就是说,当 Rust 要计算 guess 的类型时,它查看这两个分支。* 前者是 u32 值,而后者是 ! 值。因为 ! 并没有一个值,Rust 决定 guess 的类型是 u32。** 描述 ! 的行为的正式方式是 never type 可以强转为任何其他类型。允许 match 的分支以 continue 结束是* 因为 continue 并不真正返回一个值;相反它把控制权交回上层循环,所以在 Err 的情况,事实上并未对 guess 赋值。*/let guess = "3";loop {let guess: u32 = match guess.trim().parse() {Ok(num) => num,Err(_) => continue,};break;}
}
panic!
/*** Rust 知道 val 是 T 类型,panic! 是 ! 类型,所以整个 match 表达式的结果是 T 类型。* 这能工作是因为 panic! 并不产生一个值;它会终止程序*/
impl<T> Option<T> {pub fn unwrap(self) -> T {match self {Some(val) => val,None => panic!("called `Option::unwrap()` on a `None` value"),}}
}
有着 ! 类型的表达式是 loop
print!("forever ");loop {print!("and ever ");
}

动态类型DST

str

// str。没错,不是 &str
// 解决办法:可以将 str 与所有类型的指针结合:比如 Box<str> 或 Rc<str>,&str 
let s1: str = "Hello there!";
let s2: str = "How's it going?";//  &T 是一个储存了 T 所在的内存位置的单个值,&str 则是 两个 值:str 的地址和其长度。
// 地址和长度的类型都是usize 
let s1: &str = "Hello there!";
let s2: &str = "How's it going?";

特征是动态长度类型的:编译时借助Sized trait

为了处理 DST,Rust 有一个特定的 trait 来确定一个类型的大小是否在编译时可知:这就是 Sized trait。这个 trait 自动为编译器在编译时就知道其大小的类型实现

fn generic<T>(t: T) {// --snip--
}// 自动转成如下所示
fn generic<T: Sized>(t: T) {// --snip--
}//?Sized:  表示T时已知的或者未知的大小,只是适用于Sized特征
// 将 t 参数的类型从 T 变为了 &T:因为其类型可能不是 Sized 的,所以需要将其置于某种指针之后。
fn generic<T: ?Sized>(t: &T) {// --snip--
}

高级函数

函数指针fn(x)->y

函数的类型是 fn (使用小写的 “f” )以免与 Fn 闭包 trait 相混淆。fn 被称为 函数指针(function pointer)。

fn add_one(x: i32) -> i32 {x + 1
}fn do_twice(f: fn(i32) -> i32, arg: i32) -> i32 {f(arg) + f(arg)
}fn main() {let answer = do_twice(add_one, 5);println!("The answer is: {}", answer);
}

编译

 cargo runBlocking waiting for file lock on build directoryCompiling blog v0.1.0 (/home/wangji/installer/rust/bobo/smartPtr)Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 9.69sRunning `target/debug/blog`
The answer is: 12

三种闭包类型:Fn,FnMut,FnOnce

Fn:以不可变形式捕获外部变量

FnMut:以可变的形式捕获外部变量

FnOnce:以转移所有权的方式捕获外部变量

闭包作为参数的好处:既可以传入参数,也可以传入函数指针

fn add_one(x: i32) -> i32 {x + 1
}fn do_twice<T>(f: T, arg: i32) -> i32
whereT: Fn(i32) -> i32,
{f(arg) + f(arg)
}fn main() {let answer = do_twice(add_one, 5);println!("The answer is: {}", answer);
}
#![allow(unused)]
fn main() {let list_of_numbers = vec![1, 2, 3];let list_of_strings: Vec<String> = list_of_numbers.iter().map(|i| i.to_string()).collect();//使用函数指针替代// 看ToString::to_string)源码可知,任何实现Display特征的类型,都会实现ToString特征(也就可以调用to_string()方法)let list_of_strings: Vec<String> = list_of_numbers.iter().map(ToString::to_string).collect();
}

元组结构体和元组结构体成员

#![allow(unused)]
fn main() {enum Status {// 这些项使用 () 作为初始化语法,这看起来就像函数调用,//同时它们确实被实现为返回由参数构造的实例的函数。它们也被称为实现了闭包 trait 的函数指针,Value(u32),Stop,}// Status::Value当作一个函数指针,入参就是u32类型,返回值是Status类型let list_of_statuses: Vec<Status> = (0u32..20).map(Status::Value).collect();// 使用闭包初始化 `Status::Value`let list_of_statuses: Vec<Status> = (0u32..20).map(|x| Status::Value(x)) // 闭包.collect();
}

返回一个闭包

可以的

#![allow(unused)]
fn main() {}fn returns_closure() -> impl Fn(i32) -> i32 {|x| x + 1
}

错误代码

  • 由于闭包捕获 x,并且 x 可能会在不同的分支中被捕获为不同的值,Rust 必须确保闭包的生命周期与 x 的生命周期一致,而这需要更精确的类型推断。
#![allow(unused)]
fn main() {}fn returns_closure(x: i32) -> impl Fn(i32) -> i32 {if x > 0 {move |y| x + y} else {move |y| x - y}
}

解决办法:使用特征对象进行动态派遣

#![allow(unused)]
fn main() {}fn returns_closure(x: i32) -> Box<dyn Fn(i32) -> i32> {if x > 0 {Box::new(move |y| x + y)} else {Box::new(move |y| x - y)}
}

动态派遣 (dyn Fn(i32) -> i32):

  • 使用 dyn Fn(i32) -> i32 是 Rust 中的 动态特征对象(动态派遣)(trait object),它允许在运行时确定闭包的类型,而不需要在编译时确定所有具体的类型。
  • 在你的原始代码中,impl Fn(i32) -> i32 是一个 静态派遣 类型,它要求编译器在编译时推断出闭包的具体类型。由于你在 if 和 else 分支中返回不同的闭包,这会使得 Rust 无法统一推断返回的闭包类型,因此需要用动态特征对象来解决。

在原始的代码中,当使用 impl Fn(i32) -> i32 时,Rust 需要在编译时确定返回的闭包类型。但由于你在 if 和 else 分支中创建了两种不同的闭包,它们的类型会有所不同,导致 Rust 无法推导出统一的返回类型。

通过使用 Box<dyn Fn(i32) -> i32>,你将返回值的类型改成了 动态特征对象,这意味着 Rust 在编译时不再需要知道闭包的具体类型,而是通过运行时的动态派遣来决定如何调用闭包。此外,闭包被存储在堆上(通过 Box),因此它们可以拥有不同的大小,而 Rust 不需要在栈上存储这些不同大小的闭包。

声明(Declarative)宏

利用模式匹配(专门匹配代码)进行代码替换

比较难,可以看:The Little Book of Rust Macros

// #[macro_export] 宏导出注解,只要将定义了宏的 crate 引入作用域,宏就应当是可用的
// 此处有一个单边模式 ( $( $x:expr ),* ) ,后跟 => 以及和模式相关的代码块。如果模式匹配,该相关代码块将被执行
// 宏模式所匹配的是 Rust 代码结构而不是值
#[macro_export]
macro_rules! vec {( $( $x:expr ),* ) => {{let mut temp_vec = Vec::new();$(temp_vec.push($x);)*temp_vec}};
}// 当以 vec![1, 2, 3]; 调用宏时,$x 模式与三个表达式 1、2 和 3 进行了三次匹配。
//  ( $( $x:expr ),* ) 每次取出一个作为$x的值,然后执行相关代码块替换
let mut temp_vec = Vec::new();
temp_vec.push(1);
temp_vec.push(2);
temp_vec.push(3);
temp_vec

过程(Procedural)宏

三种 过程(Procedural)宏:

  • 自定义 #[derive] 宏在结构体和枚举上指定通过 derive 属性添加的代码
  • 类属性(Attribute-like)宏定义可用于任意项的自定义属性
  • 类函数宏function-like,看起来像函数不过作用于作为参数传递的 token

当前的过程(Procedural)宏必须定义为特殊的crate类型,并且要定义在自己的crate中。

过程宏的本质:
宏操作的源代码构成了输入 TokenStream,宏产生的代码是输出 TokenStream。该函数还附加了一个属性,该属性指定我们正在创建过程宏的类型。我们可以在同一个 crate 中拥有多种过程宏。

use proc_macro;#[some_attribute]
pub fn some_name(input: TokenStream) -> TokenStream {
}

如何编写自定义 derive 宏:只适用于结构体和枚举

对于自定义衍生的库crate,会库名会加上后缀__derive

  • 发布的仍然需要单独发布,所以这个宏的人,仍然需要导入每一个crate(看main.rs)
 cargo new hello_macro --libCreating library `hello_macro` package
note: see more `Cargo.toml` keys and their definitions at https://doc.rust-lang.org/cargo/reference/manifest.html
~/installer/rust/bobo 
 
~/installer/rust/bobo 
 cd hello_macro/
~/installer/rust/bobo/hello_macro master 
 cargo new hello_macro_drive --lib

hello_macro_drive/src/lib.rs

extern crate proc_macro;use crate::proc_macro::TokenStream; //读取和修改rust的代码
use quote::quote; //接受语法树结构,然后转成rust代码
use syn; //接受rust代码,转成可操作的语法树结构#[proc_macro_derive(HelloMacro)]
pub fn hello_macro_derive(input: TokenStream) -> TokenStream {// 将 Rust 代码解析为语法树以便进行操作let ast = syn::parse(input).unwrap(); //解析成语法树// 构建 trait 实现impl_hello_macro(&ast) //转化语法树
}
fn impl_hello_macro(ast: &syn::DeriveInput) -> TokenStream {let name = &ast.ident;let gen = quote! {// #name会被替换成实际的类型名impl HelloMacro for #name {fn hello_macro() {// stringify!(#name)可以将表达式转成字符串,于format()!和println!()是不同的println!("Hello, Macro! My name is {}", stringify!(#name));}}};gen.into() //转成TokenStream
}

src/lib.rs

pub trait HelloMacro {fn hello_macro();
}

hello_macro_derive/Cargo.toml

[package]
name = "hello_macro_derive"
version = "0.1.0"
edition = "2021"[lib]
proc-macro = true[dependencies]
syn = "1.0"
quote = "1.0"

在这里插入图片描述

测试这个宏

use hello_macro::HelloMacro;
use hello_macro_derive::HelloMacro;#[derive(HelloMacro)]
struct Pancakes;fn main() {Pancakes::hello_macro();
}

Cargo.toml

[package]
name = "test_orocedural_macros"
version = "0.1.0"
edition = "2021"[dependencies]
hello_macro = { path = "../hello_macro" }
hello_macro_derive = { path = "../hello_macro/hello_macro_derive" }

在这里插入图片描述

编译

 cargo runUpdating `rsproxy-sparse` indexLocking 6 packages to latest compatible versionsAdding hello_macro v0.1.0 (/home/wangji/installer/rust/bobo/hello_macro)Adding hello_macro_derive v0.1.0 (/home/wangji/installer/rust/bobo/hello_macro/hello_macro_derive)Adding proc-macro2 v1.0.89Adding quote v1.0.37Adding syn v1.0.109Adding unicode-ident v1.0.13Compiling proc-macro2 v1.0.89Compiling unicode-ident v1.0.13Compiling syn v1.0.109Compiling hello_macro v0.1.0 (/home/wangji/installer/rust/bobo/hello_macro)Compiling quote v1.0.37Compiling hello_macro_derive v0.1.0 (/home/wangji/installer/rust/bobo/hello_macro/hello_macro_derive)Compiling test_orocedural_macros v0.1.0 (/home/wangji/installer/rust/bobo/test_orocedural_macros)Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 2.31sRunning `target/debug/test_orocedural_macros`
Hello, Macro! My name is Pancakes

类属性宏:适用于结构体、枚举、函数

伪代码

//#[route(GET, "/")]会生成代码,会将http请求映射到函数index()上
#[route(GET, "/")]
fn index() {}// 用过程宏的方式定义这样一个属性,和自定义衍生宏的工作方式是类似的
// 这里有两个 TokenStream 类型的参数;第一个用于属性内容本身,也就是 GET, "/" 部分。第二个是属性所标记的项:
// 在本例中,是 fn index() {} 和剩下的函数体。
#[proc_macro_attribute]
pub fn route(attr: TokenStream, item: TokenStream) -> TokenStream {}

类函数宏

let sql = sql!(SELECT * FROM posts WHERE id=1);// 与自定义衍生宏很像
// 注意注解使用的是#[proc_macro]
#[proc_macro]
pub fn sql(input: TokenStream) -> TokenStream {}

参考

  • 第19章~编写不安全的Rust代码

  • 高级特征

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