impl Trait 語法

本集目標

學會用 impl Trait 作為 trait bound 的簡寫，理解它在參數和回傳值中的不同含義。

概念說明

我們前面學了 trait bound：fn foo<T: Display>(x: &T)。Rust 還提供了一種更簡潔的寫法：impl Trait。

參數位置的 impl Trait

use std::fmt::Display;

fn show(x: &impl Display) {
    println!("{}", x);
}

fn main() {}

這和 fn show<T: Display>(x: &T) 完全等價——都是說「x 的型別必須實作 Display」。只是寫法更簡潔。

每個 impl Trait 是獨立的型別

重要觀念：參數中的每個 impl Trait 代表一個獨立的型別。

use std::fmt::Display;

fn show_two(a: &impl Display, b: &impl Display) {
    println!("{} {}", a, b);
}

fn main() {}

a 和 b 可以是不同的型別——只要它們都實作了 Display。比如 a 可以是 i32，b 可以是 String。

如果你要求 a 和 b 必須是同一個型別，就要用具名的型別參數：

use std::fmt::Display;

fn show_same<T: Display>(a: &T, b: &T) {
    println!("{} {}", a, b);
}

fn main() {}

回傳位置的 impl Trait

impl Trait 也可以用在回傳值：

use std::fmt::Display;

fn greeting() -> impl Display {
    String::from("你好")
}

fn main() {}

這表示「我會回傳一個實作了 Display 的型別，但不告訴你具體是什麼型別」。呼叫者只知道回傳值可以用 Display 的方法（像 println!("{}", greeting())），不知道具體是 String 還是其他什麼。

範例程式碼

use std::fmt::Display;

// 參數位置的 impl Trait
fn show(x: &impl Display) {
    println!("顯示：{}", x);
}

// 每個 impl Trait 是獨立型別，a 和 b 可以不同型別
fn show_pair(a: &impl Display, b: &impl Display) {
    println!("{} 和 {}", a, b);
}

// 要求同一型別，用泛型
fn show_same<T: Display>(a: &T, b: &T) {
    println!("{} 和 {}", a, b);
}

// 回傳位置的 impl Trait
fn make_greeting(name: &str) -> impl Display {
    let mut s = String::from("你好，");
    s.push_str(name);
    s.push_str("！");
    s
}

fn main() {
    // 參數位置
    show(&42);
    show(&String::from("hello"));

    // 兩個參數可以不同型別
    show_pair(&42, &"hello");

    // 要求同型別
    show_same(&10, &20);
    // show_same(&10, &"hello"); // 編譯錯誤！i32 和 &str 不同型別

    // 回傳 impl Trait
    let greeting = make_greeting("世界");
    println!("{}", greeting);

    // greeting 的型別是 `impl Display`，不是 `String`
    // 所以你不能把它當 String 用：
    // greeting.push_str("!!!"); // 編譯錯誤！impl Display 沒有 push_str 方法
    // 即使我們知道裡面其實是 String，編譯器只認 Display 這個 trait
}

重點整理

• fn foo(x: &impl Display) 是 fn foo<T: Display>(x: &T) 的簡寫
• 每個 impl Trait 參數代表獨立的型別——兩個 impl Display 可以是不同型別
• 要求同型別，用具名的型別參數 <T: Display>
• 回傳位置的 -> impl Trait 隱藏具體型別，呼叫者只知道它實作了什麼 trait