Updated 'src/advanced_features/traits.md'.

2026-08-19 12:43:28 +08:00 · 2026-04-23 15:26:43 +08:00
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commit 81263dd133
4 changed files with 106 additions and 103 deletions
--- a/projects/operator_overloading/src/main.rs
+++ b/projects/operator_overloading/src/main.rs
@@ -1,23 +1,5 @@
 use std::ops::Add;

-#[derive(Debug, Copy, Clone, 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,
-        }
-    }
-}
-
-
 #[derive(Debug, Copy, Clone, PartialEq)]
 struct Millimeters(u32);

@@ -32,14 +14,9 @@ impl Add<Meters> for Millimeters {
    }
 }

-fn main() {
-    assert_eq! (
-        Point { x: 1, y: 0 } + Point { x: 2, y: 3},
-        Point { x: 3, y: 3 }
-    );
+fn main () {
+    let a = Millimeters(100);
+    let b = Meters(3);

-    assert_eq! (
-        Millimeters(50) + Meters(1),
-        Millimeters(1050)
-    );
+    println! ("{:?}", a + b);
 }
--- a/projects/traits_example/Cargo.toml
+++ b/projects/traits_example/Cargo.toml
@@ -0,0 +1,6 @@
+[package]
+name = "traits_example"
+version = "0.1.0"
+edition = "2024"
+
+[dependencies]
--- a/projects/traits_example/src/main.rs
+++ b/projects/traits_example/src/main.rs
@@ -0,0 +1,34 @@
+trait Pilot {
+    fn fly(&self);
+}
+
+trait Wizard {
+    fn fly(&self);
+}
+
+struct Human;
+
+impl Pilot for Human {
+    fn fly(&self) {
+        println! ("这是你们的机长在讲话。");
+    }
+}
+
+impl Wizard for Human {
+    fn fly(&self) {
+        println! ("上升！");
+    }
+}
+
+impl Human {
+    fn fly(&self) {
+        println! ("*疯狂地挥舞双臂*");
+    }
+}
+
+fn main() {
+    let person = Human;
+    Pilot::fly(&person);
+    Wizard::fly(&person);
+    person.fly();
+}
--- a/src/advanced_features/adv_traits.md
+++ b/src/advanced_features/adv_traits.md
@@ -1,20 +1,17 @@
 # 高级特质

-在第 10 章 [“特质：定义共用行为”](Ch10_Generic_Types_Traits_and_Lifetimes.md#特质定义共用行为) 小节中，咱们曾首先涉及到特质，但咱们不曾讨论更为高级的那些细节。现在咱们对 Rust 有了更多了解，咱们就可以深入本质，get into the nitty-gritty。
+我们在第 10 章中 [以特质定义共用行为](../generic_types_traits_and_lifetimes/traits.md) 小节中首次介绍了特质，但我们未曾讨论一些更高级的细节。现在咱们对 Rust 有了更深入的了解，我们就可以深入探讨其中的细节了。


-## 使用关联类型指定出特质定义中的一些占位性类型
+## 通过关联类型定义特质

-**Specifying placeholder types in trait definitions with associated types**
+所谓 *关联类型*，将类型占位符与特质连接，使得特质方法的定义可以在其签名中使用这些占位符类型。特质的实现者将针对特定实现，指定要使用的具体类型以取代占位符类型。这样，我们就可以无需在特质被实现之前确切地知道类型是什么下，定义一个使用某些类型的特质。

+在本章中，我们提到大多数高级特性很少被用到。关联类型处于中间位置：他们的使用频率虽低于本书其余部分中介绍的特性，但比这一章中讨论的其他特性更为常用。

-*关联类型* 将类型占位符与特质加以结合，从而那些特质方法的定义，就可以在他们的签名中，使用这些占位符类型。特质的实现者，将为其特定实现，指明占位符类型所要使用的具体类型。如此一来，咱们便可以在特质被实现之前，无需准确获悉特质用到的类型下，定义出用到这些类型的特质。
-
-在本章中，咱们已经介绍了绝大多数极少需要用到的高级特性。而关联类型则是位于这些高级特性中部的一种：其相较本书其余部分降到的那些特性，用得尤其少见，但相较这一章中讨论到的其他特性，则其要更常用一些。
-
-带有关联类型特质的一个示例，便是标准库所提供的 `Iterator` 特质。其中的关联类型名为 `Item`，且代表着实现了这个 `Iterator` 特质的类型所迭代的那些值的类型。`Iterator` 特质的定义如下清单 19-12 中所示。
-
+一个带有关联类型特质的示例是，标准库提供的 `Iterator` 特质。其中的关联类型名为 `Item`，代表着实现 `Iterator` 特质的类型正在迭代的值的类型。`Iterator` 特质的定义如下清单 20-13 中所示。

+<a name="listing_20-13"></a>
 ```rust
 pub trait Iterator {
    type Item;
@@ -23,11 +20,11 @@ pub trait Iterator {
 }
 ```

-*清单 19-12：有着关联类型 `Item` 的 `Iterator` 特质的定义*
+**清单 20-13**：有着关联类型 `Item` 的 `Iterator` 特质的定义

-其中的类型 `Item` 便是个占位符，而那个 `next` 方法的定义，则显示其将返回类型类型为 `Option<Self::Item>` 的值。`Iterator` 的实现者，将指明 `Item` 的具体类型，同时 `next` 方法将返回包含那个具体类型值的一个 `Option`。
+类型 `Item` 是个占位符，而 `next` 方法的定义表明他将返回类型为 `Option<Self::Item>` 的值。`Iterator` 特质的实现者将指定 `Item` 的具体类型，而 `next` 方法将返回包含一个包含该具体类型值的 `Option`。

-从泛型允许咱们在不指明函数可处理何种类型下，而定义出某个函数上看，关联类型可能看起来是个与泛型类似类似的概念。为检视这两个概念的不同，咱们将看看在指定了 `Item` 类型为 `u32` 的一个名为 `Counter` 的类型上的 `Iterator` 实现：
+关联类型可能看起来是个与泛型类似的概念，因为后者允许我们在不指定函数可以处理哪些类型下定义函数。为了探讨这两个概念之间的区别，我们将看看对名为 `Counter` 的类型的一种 `Iterator` 特质的实现，该实现指定 `Item` 类型为 `u32`：

 ```rust
 impl Iterator for Counter {
@@ -37,7 +34,7 @@ impl Iterator for Counter {
        // --跳过代码--
 ```

-这种语法似乎可与泛型的那种语法相比。那么为何没有只使用泛型定义 `Iterator`，如下清单 19-13 中所示的那样呢？
+这种语法看起来与泛型相当。那么，为什么不直接如下清单 20-14 中所示那样，使用使用泛型定义 `Iterator` 呢？

 ```rust
 pub trait Iterator<T> {
@@ -45,32 +42,26 @@ pub trait Iterator<T> {
 }
 ```

-*清单 19-13：使用泛型的一种 `Iterator` 特质的定义假设*
+**清单 20-14**：使用泛型对 `Iterator` 特质的假设定义

-不同之处在于，如同清单 19-13 中使用泛型时，咱们必须注解每个实现中的那些类型；由于咱们还可以实现 `Iterfator<String> for Counter` 或任何其他类型，咱们可以有对 `Counter` 的多个 `Iterator` 实现。也就是说，在特质有着泛型参数时，他就可以对某个类型被实现多次，每次都修改泛型参数的具体类型。当在 `Counter` 上使用 `next` 方法时，咱们就将不得不提供类型注解，来表明咱们想要使用哪个 `Iterator` 实现。
+区别在于，当使用泛型时，如清单 20-14 中那样，我们必须在每个实现中注解类型；由于我们还可以针对 `Counter` 实现 `Iterfator<String>` 或任何其他类型，因此我们可以为 `Counter` 提供多个 `Iterator` 实现。换句话说，当特质包含泛型参数时，他可以针对一个类型被实现多次，每次都修改泛型类型参数的具体类型。当我们对 `Counter` 使用 `next` 方法时，我们将必须提供类型注解，来表明我们打算使用的 `Iterator` 实现。

-而在关联类型下，由于我们无法在一个类型上多次实现某个特质，因此就无需注解类型。在上面有着用到关联类型定义的清单 9-12 中，由于只能有一个 `impl Iterator for Counter`，所以咱们就只能就`Item` 为何选择一次。咱们不必在 `Counter` 上调用 `next` 的每个地方，指定咱们所要的是个 `u32` 值的迭代器。
+在关联类型下，我们不需要类型注解，因为我们无法对同一个类型多次实现某个特质。在有着使用关联类型的定义的清单 20-13 中，我们只能选择一次 `Item` 的类型，因为只能有一个 `impl Iterator for Counter`。我们不必在对 `Counter` 调用 `next` 的每个地方，都指定我们想要一个 `u32` 值的迭代器。
+
+关联类型也成为了特质合约的一部分：特质的实现者必须提供一种类型，来代替关联类型的占位符。关联类型通常有着一个描述其使用方式的名字，并且在 API 文档中记录关联类型是一种很好的做法。


-关联类型还成了特质合约的一部分：特质的实现着必须提供一种类型，来顶替那个关联类型占位符。关联类型通常会有个描述该类型将被如何使用的名字，而在 API 文档中对关联类型编写文档，则是良好的做法。
+## 使用默认泛型类型参数和运算符重载

+> **译注**：请参考 [Difference Between Method Overloading and Method Overriding in Java](https://www.geeksforgeeks.org/difference-between-method-overloading-and-method-overriding-in-java/) 了解 Java 中的重载与重写的区别。

-## 默认泛型参数与运算符的重载
+在泛型类型参数时，我们可以为泛型类型指定一种默认的具体类型。当默认类型有效时，这样做消除了特质的实现者指定具体类型的需要。在声明泛型类型时，咱们可以通过 `<PlaceholderType=ConcreteType>` 语法指定默认类型。

-**Default Generic Type Parameters and Operator Overloading**
-
-
-> **注**：请参考 [Difference Between Method Overloading and Method Overriding in Java](https://www.geeksforgeeks.org/difference-between-method-overloading-and-method-overriding-in-java/) 了解 Java 中的重载与重写区别。
-
-在咱们用到泛型参数时，咱们可以给泛型指定默认具体类型。在所指定的默认类型就有效时，这样做消除了实现者指定具体类型的需求。在声明泛型时使用 `<PlaceholderType=ConcreteType>` 语法，指定出默认类型。
-
-
-这种技巧有用处情形的一个了不起示例，便是 *运算符重载，operator overloading*，咱们可以其在某些情形下，定制某个运算符（比如 `+`）的行为。
-
-
-Rust 不允许咱们创建自己的运算符，或重载任意运算符。但咱们可以通过实现与运算符相关的特质，而重载那些运算及于 `std::ops` 中所列出的相应特质。比如，在下面清单 19-14 中，咱们就将 `+` 运算符过载为把两个 `Point` 实例加在一起。咱们是通过在 `Point` 结构体上实现 `Add` 特质完成这一点的。
+这种技巧有用的一个很好的示例是 *运算符重载*，其中咱们可以在特定情形下自定义运算符（比如 `+`）的行为。

+Rust 不允许咱们创建自己的运算符，或重载任意运算符。但咱们可以通过实现与运算符相关的特质，来重载 `std::ops` 中列出的操作和对应的特质。例如，在下面清单 20-15 中，我们重载了 `+` 运算符，以将两个 `Point` 实例相加。我们通过对 `Point` 结构体实现 `Add` 特质来实现这点。

+<a name="listing_20-15"></a>
 文件名：`src/main.rs`

 ```rust
@@ -101,12 +92,11 @@ fn main() {
 }
 ```

-*清单 19-14：实现 `Add` 特质来为 `Point` 实例过载 `+` 运算符*
+**清单 20-15**：实现 `Add` 特质，以针对`Point` 实例重载 `+` 运算符

-这里的 `add` 方法，将两个 `Point` 实例的 `x` 值及两个实例的 `y` 值相加，而创建出一个新的 `Point`。这里的 `Add` 特质有着一个确定自其中的 `add` 方法返回类型，名为的 `Output` 关联类型。
-
-此代码中的默认泛型，是在 `Add` 特质里。以下便是其定义：
+其中 `add` 方法会将两个 `Point` 实例的 `x` 值和两个实例的 `y` 值相加，从而创建一个新的 `Point`。`Add` 特质有个名为 `Output` 的关联类型，确定从 `add` 方法返回的类型。

+这段代码中的默认泛型类型位于 `Add` 特质内部。以下是其定义：

 ```rust
 trait Add<Rhs=Self> {
@@ -116,15 +106,16 @@ trait Add<Rhs=Self> {
 }
 ```

-此代码看起来应相当熟悉：有着一个方法与关联类型的特质。其中新的部分为 `Rhs=Self`：这种语法叫做 *默认类型参数，default type parameters*。其中的 `Rhs` 泛型参数（是 `right hand side` 的缩写），定义了 `add` 方法中 `rhs` 参数的类型，当咱们实现这个 `Add` 特质，而没有指明 `Rhs` 的类型时，`Rhs` 的类型将默认为 `Self`，其将是咱们在其上实现 `Add` 的类型。
+这段代码看起来应该熟悉：一个包含一个方法和关联类型的特质。新的部分是 `Rhs=Self`：这种语法叫做 *默认类型参数*。其中 `Rhs` 泛型类型参数（`right hand side` 的缩写），定义了 `add` 方法中 `rhs` 参数的类型。当我们在实现 `Add` 特质时没有为 `Rhs` 指定具体类型时，`Rhs` 的类型将默认为 `Self`，即我们正在对其实现 `Add` 的类型。

 当咱们为 `Point` 实现 `Add` 时，由于咱们打算把两个 `Point` 实例相加，因此而使用了 `Rhs` 的默认值。接下来看看，其中咱们打算定制那个 `Rhs` 而非使用其默认值的一个 `Add` 实现示例。

+我们有着两个结构体，`Millimeters` 与 `Meters`，保存不同单位的值。这种在另一类型中对现有类型的简单封装，成为 *新类型模式，newtype pattern*，我们会在 [通过新型模式实现外部特质](#通过新型模式实现外部特质) 小节对此进行更详细的说明。我们打算将以毫米为单位的值，与以米为单位的值相加，并要让 `Add` 的实现正确地进行单位转换。我们通过将 `Meters` 作为 `Rhs`，对 `Millimeters` 实现 `Add`，如下清单 20-16 中所示。

-咱们有着两个结构体，`Millimeters` 与 `Meters`，保存着不同单位的一些值。这种将某个既有类型，封装在另一结构体的瘦封装，thin wrapping，就叫做 *新类型模式，newtype pattern*，在后面的 [“使用新型模式在外部类型上实现外部特质”](#使用新型模式在外层类型上实现外层的特质) 小节，咱们会对其进行更深入讨论。咱们打算把毫米值与以米计数的值相加，并要让 `Add` 的实现，正确完成单位转换。咱们可在将 `Meters` 作为 `Rhs` 下，对 `Millimeters` 实现 `Add`，如下清单 19-15 中所示。
-
-
+<a name="listing_20-16"></a>
 ```rust
+use std::ops::Add;
+
 #[derive(Debug, Copy, Clone, PartialEq)]
 struct Millimeters(u32);

@@ -140,30 +131,27 @@ impl Add<Meters> for Millimeters {
 }
 ```

-*清单 19-15：在 `Millimeters` 上实现 `Add` 特质，以将 `Millimeters` 与 `Meters` 相加*
+**清单 20-16**：对 `Millimeters` 实现 `Add` 特质，以将 `Millimeters` 与 `Meters` 相加

-为了将 `Millimeters` 与 `Meters` 相加，咱们指明了 `impl Add<Meters>` 来设置那个 `Rhs` 类型参数，而非使用其默认的 `Self`。
+为了将 `Millimeters` 和 `Meters` 相加，我们指定 `impl Add<Meters>` 以设置 `Rhs` 类型参数的值，而不是使用其默认的 `Self`。

-咱们将以如下两种主要方式，使用默认的类型参数：
+咱们将以如下两种主要方式，使用默认类型参数：

- 在不破坏既有代码之下，扩展某个类型；
- 为实现绝大多数不会需要的特定情形下的定制，to allow customization in specific cases most users won't need。
+1. 在不破坏现有代码的情况下，扩展某个类型；
+2. 允许在大多数用户不需要的特定情形下进行自定义。
+
+标准库的 `Add` 特质就是第二种用途的一个示例：通常，咱们将把两个相似的类型相加，但 `Add` 特质提供了超越这种情况的自定义能力。在 `Add` 特质中使用默认类型意味着，在大多数时候咱们不必指定额外的参数。换句话说，部分实现样板代码不再需要，从而使得更容易使用该特质。
+
+第一个用途与第二种类似，但方向相反：当咱们打算添加类型参数到某个现有特质时，咱们可以给予他一个默认类型参数，从而在不破坏现有实现代码的情况下，扩展该特质的功能。


-标准库的 `Add` 特质，便是第二种目的的一个示例：通常，咱们将把两个相似类型相加，但 `Add` 特质提供了定制超出那种情况的能力。在 `Add` 特质中使用默认类型，就意味着咱们不必在多数时候指定额外的参数。换句话说，并不需要一点点的实现样板，从而令到使用这个特质更为容易。
+## 消除同名方法之间的歧义

-第一个目的与第二个类似，不过是反过来的：在咱们打算将类型参数添加到某个既有特质时，就可以给到其一个默认值，从而在不破坏既有那些实现代码下，实现该特质功能的扩展。
+Rust 并未禁止一个特质有着与另一特质的方法同名的方法，也不会阻止咱们对同一个类型实现这两个特质。咱们还可以对类型实现与特质中方法同名的方法。

+在调用名字相同的方法时，咱们需要告诉 Rust 希望使用哪个。请考虑下面清单 20-17 中的代码，其中我们定义了两个特质 `Pilot` 和 `Wizard`，他们都包含一个名为 `fly` 的方法。然后，我们对 `Human` 类型实现了这两个特质，该类型本身已经实现了一个名为 `fly` 的方法。每个 `fly` 方法都执行不同的操作。

-## 用于消除歧义的完全合格语法：以同一名字调用方法
-
-**Fully Qualified Syntax for Disambiguation: Calling Methods with the Same Name**
-
-
-Rust 中没有什么可以阻止某个特质有着，与另一特质的方法同样名字的方法，Rust 也不会阻止咱们在一个类型上实现这两种特质。至于直接在类型上，以来自不同特质方法的同样名字实现方法，也是可行的。
-
-在以同一名字调用这些方法时，咱们将需要告诉 Rust 打算使用哪一个。设想下面清单 19-16 中，定义了两个特质，`Pilot` 与 `Wizard`，两个特质都有一个叫做 `fly` 的代码。咱们随后在已在其上实现了一个名为 `fly` 方法的类型 `Human` 上，实现了这两个特质。每个 `fly` 都完成不同的事情。
-
+<a name="listing_20-17"></a>
 ```rust
 trait Pilot {
    fn fly(&self);
@@ -177,27 +165,28 @@ struct Human;

 impl Pilot for Human {
    fn fly(&self) {
-        println! ("机长在此发言。");
+        println! ("这是你们的机长在讲话。");
    }
 }

 impl Wizard for Human {
    fn fly(&self) {
-        println! ("飞起来！");
+        println! ("上升！");
    }
 }

 impl Human {
    fn fly(&self) {
-        println! ("*愤怒地挥动双臂*");
+        println! ("*疯狂地挥舞双臂*");
    }
 }
 ```

-*清单 19-16：两个被定义作有 `fly` 方法的特质并都在 `Human` 类型上被实现，且在 `Human` 上直接实现了一个 `fly` 方法*
+**清单 20-17**：两个特质被定义为有着 `fly` 方法，并得以对 `Human` 类型实现，以及一个直接在 `Human` 上实现的 `fly` 方法

-当咱们在 `Human` 实例上调用 `fly` 时，编译器默认为调用直接在该类型上实现的那个方法，如下清单 19-17 中所示。
+当我们对 `Human` 实例调用 `fly` 时，编译器默认调用直接在该类型上实现的方法，如下清单 20-18 中所示。

+<a name="listing_20-18"></a>
 ```rust
 fn main() {
    let person = Human;
@@ -205,12 +194,13 @@ fn main() {
 }
 ```

-*清单 19-17：调用 `Human` 实例上的 `fly`*
+**清单 20-18**：对 `Human` 实例调用 `fly`

-运行此代码将打印出 `*愤怒地挥动双臂*`，显示 Rust 调用了直接在 `Human` 上实现的那个 `fly` 方法。
+运行这段代码将打印 `*疯狂地挥舞双臂*`，表明 Rust 调用了直接定义在 `Human` 上的 `fly` 方法。

-为了调用 `Pilot` 或 `Wizard` 特质上的 `fly` 方法，咱们需要使用更为显式的语法，来指明我们所指的是那个 `fly` 方法。下面清单 19-18 对此语法进行了演示。
+为了调用 `Pilot` 或 `Wizard` 特质中的 `fly` 方法，我们需要使用更明确的语法，来指定我们指的是哪个 `fly` 方法。下面清单 20-19 演示了这种语法。

+<a name="listing_20-19"></a>
 文件名：`src/main.rs`

 ```rust
@@ -222,22 +212,20 @@ fn main() {
 }
 ```

-*清单 19-18：指明咱们打算调用哪个特质的 `fly` 方法*
+**清单 20-19**：指定我们打算调用哪个特质的 `fly` 方法

+在方法名字前指定特质名字，可以向 Rust 澄清我们打算调用的 `fly` 的实现。我们原本可以写下 `Human::fly(&person)`，这等同于我们在清单 20-19 中使用的 `person.fly()`，但若我们不需要消除歧义，那么这种写法稍微冗长一些。

-在方法名字前指明特质名字，就向 Rust 澄清了咱们打算调用 `fly` 的哪个实现。咱们本来也可以写下 `Human::fly(&person)`，这与咱们曾在清单 19-18 中所使用的 `person.fly()` 等级，但若咱们无需消除歧义，这样写起来就些许有些长了。
-
-
-运行此代码会打印以下输出：
-
+运行这段代码会打印以下内容：

 ```console
 $ cargo run
-    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.00s
-     Running `target/debug/disambiguation`
-机长在此发言。
-飞起来！
-*愤怒地挥动双臂*
+   Compiling traits_example v0.1.0 (/home/hector/rust-lang-zh_CN/projects/traits_example)
+    Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.06s
+     Running `target/debug/traits_example`
+这是你们的机长在讲话。
+上升！
+*疯狂地挥舞双臂*
 ```

 由于 `fly` 方法取了一个 `self` 参数，那么当咱们有着实现了一个 *特质* 的两个 *类型* 时，Rust 就可以根据 `self` 的类型，找出要使用特质的哪个实现。
@@ -438,9 +426,7 @@ impl fmt::Display for Point {
 随后在 `Point` 上实现 `OutlinePrint` 就将成功编译，而咱们就可以在 `Point` 实例上调用 `outline_print` 来将其实现在星号轮廓里了。


-## 使用新型模式在外层类型上实现外层的特质
-
-**Using the Newtype Pattern to Implement External Traits on External Types**
+## 通过新型模式实现外部特质


 第 10 章中的 [“在类型上实现特质”](Ch10_Generic_Types_Traits_and_Lifetimes.md#在类型上实现某个特质) 小节，咱们曾提到，指明只有当特质或类型二者之一，属于代码本地的时，咱们才被允许在类型上实现特质的孤儿规则，the orphan rule。而使用涉及到在元组结构体中创建出一个新类型的 *新型模式，newtype pattern*，那么绕过这种限制便是可行的了。（咱们曾在第 5 章的 [“使用不带命名字段的元组结构体来创建不同类型”](Ch05_Using_Structs_to_Structure_Related_Data.md#使用不带命名字段的元组结构体来创建不同类型) 小节，谈到过元组结构体）这种元组结构体讲有一个字段，且将是围绕咱们要实现某个特质的类型的一个瘦封装，a thin wrapper。随后这个封装类型，便是咱们代码箱的本地类型了，而咱们就可以在这个封装上实现那个特质了。所谓 *新型，newtype*，是源自 Haskell 编程语言的一个术语。使用这种模式没有运行时性能代码，同时那个封装类型在编译时会被略去。