Rust面向对象特性

Rust的面向对象特性

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Rust在设计的时候受到很多编程范式的影响，包括面向对象。面向对象的语言共有一些共同的特征，即对象、封装和继承。

封装

一个对象的实现细节对使用该对象的代码不可访问。因此，对象交互的唯一方式是通过其公共 API；使用对象的代码不应能直接触及对象的内部并改变数据或行为。这使得程序员能够更改和重构一个对象的内部实现，而无需改变使用该对象的代码。

使用pub 关键字来控制封装，Rust语言使用 pub 关键字来决定代码中的哪些模块、类型、函数和方法是公有的，而默认情况下其他所有内容都是私有的。

示例：

pub struct AveragedCollection {// 集合list: Vec<i32>,// 平均数average: f64,
}impl AveragedCollection {pub fn add(&mut self, value: i32) {self.list.push(value);self.update_average();}pub fn remove(&mut self) -> Option<i32> {let result = self.list.pop();match result {Some(value) => {self.update_average();Some(value)}None => None,}}pub fn average(&self) -> f64 {self.average}fn update_average(&mut self) {let total: i32 = self.list.iter().sum();self.average = total as f64 / self.list.len() as f64;}}#[cfg(test)]
mod tests {use super::*;#[test]fn test() {let mut c = AveragedCollection {list: Vec::new(),average: 0.0,};c.add(1);c.add(5);println!("average value: {}", c.average());c.remove();println!("remove a node, and now average value: {}", c.average());}}

结构体AveragedCollection中有list和 average两个字段，因为没有pub 关键字修饰，默认是私有的，也就是在结构体外部不能直接访问到。通过定义由pub关键字修饰的方法，使得可以通过方法访问并操作结构体中的字段。示例中添加元素，和移除元素是公共的方法，更新平均数方法是私有的。因为不希望外部可以修改平均数，这就是封装。

继承

继承：使得对象可以沿用另外一个对象的数据或行为，且无需重复定义相关代码。

Rust 语言没有继承

使用继承的场景：

代码复用，Rust可以使用trait，默认的trait方法可以进行代码共享
多态：泛型和trait约束（限定参数化多态 bounded parametric）

为共有行为定义一个trait

创建一个GUI工具：

它会遍历某个元素的列表，依次调用元素的draw方法进行绘制，例如：Button，TextField等元素。

在面向对象语言中，惯例是定义一个父类Component，声明一个draw方法。定义Button，TextField 等类，继承Component类。

在Rust中需要trait来实现：

注意：

Rust避免将struct和enum 称之为对象，因为它们与impl块是分开的。
Trait 对象有些类似于其他语言的对象，因为在某种程度上组合了数据与行为。trait 对象与传统对象不同的地方：无法为trait对象添加数据。
trait对象被专门用于抽象某些共有行为，它没有其他语言的对象那么通用。

类比Java 的接口（interface）,接口定义方法声明，不同的实现类实现接口来提供不同的具体实现。比如一个Draw接口，定义了一个draw方法，不同的实现类实现Draw接口后，draw方法执行的内容不一样的。

这在Rust中通过 trait也可以实现同样的效果，示例如下：

同一个方法，不同结构体的方法可以进行不同的具体实现

示例代码：

pub trait Draw {fn draw(&self);
}/// `Vec<Box<dyn Draw>>` 在这里的用法含义：无法再编译期确定单一类型，就要使用智能指针在堆上分配
pub struct Screen {pub components: Vec<Box<dyn Draw>>,
}// 为结构体Screen 实现一个方法
impl Screen {pub fn run(&self) {for component in self.components.iter() {component.draw();}}
}pub struct Button {pub width: u32,pub height: u32,pub label: String,
}impl Draw for Button {fn draw(&self) {println!("Button drawing")}
}pub struct SelectBox {pub width: u32,pub height: u32,pub options: Vec<String>,
}impl Draw for SelectBox {fn draw(&self) {println!("SelectBox drawing")}}

    #[test]fn test_trait_oop() {let screen = Screen {components: vec![Box::new(SelectBox {width: 75,height: 10,options: vec![String::from("Yes"), String::from("No"),]}),Box::new(Button {width: 50,height: 10,label: String::from("OK"),}),]};screen.run();}

执行结果：

running 1 test
test tests::test_trait_oop ... oksuccesses:---- tests::test_trait_oop stdout ----
SelectBox drawing
Button drawingsuccesses:tests::test_trait_oop

示例代码中有 SelectBox和 Button 两个结构体，同时为两个结构体都实现了Draw 这个trait。

通过 Screen 这个结构体的run方法执行传入trait对象的方法。pub components: Vec<Box<dyn Draw>> 这里使用Box表示这个数组中的对象是动态的。