supertrait

本集目標

學會用 supertrait 定義 trait 之間的依賴關係，理解 Copy: Clone 以及 DerefMut: Deref 的設計原理。

概念說明

有時候一個 trait 需要建立在另一個 trait 的基礎之上。

supertrait 語法

trait Summarize: std::fmt::Display {
    fn summary(&self) -> String;
}

fn main() {}

Summarize: Display 的意思是：「要實作 Summarize，你必須先實作 Display。」Display 就是 Summarize 的 supertrait，反過來說，Summarize 是 Display 的 subtrait。

好處是在 Summarize 的預設實作或使用者程式碼裡，可以確定 self 一定有 Display 的功能。

注意：實作 Summarize 不會自動幫你實作 Display。你必須自己手動實作 Display，然後才能實作 Summarize。supertrait 只是一個「前提條件」，不是「自動贈送」。

Copy: Clone

第四章學過 Copy 和 Clone。它們之間就是 supertrait 的關係：

trait Copy: Clone { }

fn main() {}

這表示：要實作 Copy，必須先實作 Clone。

為什麼？因為 Copy 是一種「自動複製」的能力，而 Clone 是「手動複製」的能力。邏輯上，如果你能自動複製，那你也一定能手動複製。所以 Copy 要求 Clone 作為前提。

這就是為什麼 #[derive(Copy, Clone)] 要同時寫兩個——只寫 derive(Copy) 會報錯，因為 Copy 要求 Clone。

DerefMut: Deref

第 23 集學的 DerefMut 也是一樣的道理——DerefMut 的 supertrait 是 Deref。要能可變解參考，前提是先要能不可變解參考。所以實作了 DerefMut 的型別一定也實作了 Deref。

範例程式碼

use std::fmt::Display;
use std::fmt::Formatter;

// 定義一個 supertrait：Summarize 要求 Display
trait Summarize: Display {
    fn summary(&self) -> String {
        // 因為有 Display supertrait，可以用 to_string()
        let full = self.to_string();
        if full.len() > 10 {
            let mut s = String::new();
            // 取前 10 個字元
            let mut count = 0;
            for c in full.chars() {
                if count >= 10 {
                    break;
                }
                s.push(c);
                count += 1;
            }
            s.push_str("...");
            s
        } else {
            full
        }
    }
}

struct Article {
    title: String,
    content: String,
}

// 必須先實作 Display（supertrait）
impl Display for Article {
    fn fmt(&self, f: &mut Formatter) -> std::fmt::Result {
        write!(f, "{}: {}", self.title, self.content)
    }
}

// 然後才能實作 Summarize
impl Summarize for Article {}

// Copy: Clone 的示範
#[derive(Debug, Clone, Copy)]
struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
}

fn main() {
    let article = Article {
        title: String::from("Rust"),
        content: String::from("一門很棒的程式語言，值得學習"),
    };

    // 用 Display（supertrait）
    println!("完整：{}", article);

    // 用 Summarize（預設實作會用到 Display）
    println!("摘要：{}", article.summary());

    // Copy 需要 Clone 的示範
    let p = Point { x: 1, y: 2 };
    let p2 = p; // copy（自動複製）
    let p3 = p.clone(); // clone（手動複製）也可以用
    println!("{:?} {:?} {:?}", p, p2, p3);
}

重點整理

• trait A: B 表示「要實作 A，必須先實作 B」——B 是 A 的 supertrait，A 是 B 的 subtrait
• Copy: Clone——Copy 要求 Clone，所以 derive 時必須同時寫兩個
• DerefMut: Deref——要能可變解參考，必須先能不可變解參考
• 實作 subtrait 不會自動實作 supertrait——你必須自己先寫 impl Supertrait
• subtrait 的預設實作裡可以使用 supertrait 的方法