常見的 derive trait
本集目標
學會 PartialEq、Eq、PartialOrd、Ord、Default 等常見 derive trait 的用途和差別。
概念說明
第四章我們學了 Debug、Clone、Copy。Rust 標準庫還有其他可以 derive 的 trait，今天來認識最常用的幾個。
PartialEq 和 Eq
PartialEq 讓你的型別可以用 == 和 != 比較。
#[derive(PartialEq)]
struct Point { x: i32, y: i32 }
fn main() {}Eq 是 PartialEq 的 supertrait（上一集學的），它保證自反性——每個值都等於自己。
「等一下，什麼值不等於自己？」——f64::NAN！在浮點數規範裡，NAN != NAN。所以 f64 只有 PartialEq，沒有 Eq。
如果你的型別不包含浮點數，通常 PartialEq 和 Eq 都可以 derive。
PartialOrd 和 Ord
PartialOrd 讓你的型別可以用 <、>、<=、>= 比較。
Ord 是完整排序——保證任意兩個值都能比大小。f64 因為有 NAN，所以只有 PartialOrd，沒有 Ord。
NAN 和任何值比較都會回傳 false——包括它自己：
fn main() {
let nan = f64::NAN;
println!("{}", nan < 1.0); // false
println!("{}", nan > 1.0); // false
println!("{}", nan == nan); // false
println!("{}", nan <= nan); // false
}這就是為什麼 f64 不能有 Ord——你沒辦法把 NAN 放進一個排序裡，因為它和誰比結果都是 false，沒有一個合理的位置可以放它。
四個 trait 的完整關係
先看它們的定義（簡化版）：
pub trait PartialEq { ... }
pub trait Eq: PartialEq { }
pub trait PartialOrd: PartialEq { ... }
pub trait Ord: PartialOrd + Eq { ... }整理成繼承關係：
Eq: PartialEq— 要有完整等價，先要有部分等價PartialOrd: PartialEq— 要能比大小，先要能比相不相等（因為<=包含了==）Ord: PartialOrd + Eq— 要有完整排序，先要有部分排序和完整等價
為什麼 PartialOrd 要求 PartialEq？因為「比大小」本身隱含了「能判斷相等」——如果 a <= b 且 b <= a，那 a == b。
為什麼 Ord 要求 Eq？因為完整排序必須能比較任意兩個值，包括相等的情況。而且 Ord 保證所有值都有確定的位置，所以不允許 NAN 這種「和自己不相等」的值。
這就是為什麼 f64 只能走一邊（PartialEq + PartialOrd），無法走到另一邊（Eq + Ord）。
Default
Default trait 提供一個「預設值」。數字的預設值是 0，bool 是 false，String 是空字串，Vec 是空 Vec。
如果 struct 的每個欄位都有 Default，你就可以 derive 它：
#[derive(Debug, Default)]
struct Config {
width: i32,
height: i32,
title: String,
}
fn main() {
let config = Config::default();
// Config { width: 0, height: 0, title: "" }
}範例程式碼
#[derive(Debug, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Clone, Default)]
struct Student {
grade: i32,
name: String,
}
fn main() {
let alice = Student { grade: 90, name: String::from("Alice") };
let bob = Student { grade: 85, name: String::from("Bob") };
let alice2 = Student { grade: 90, name: String::from("Alice") };
// PartialEq：== 和 !=
println!("alice == alice2: {}", alice == alice2);
println!("alice == bob: {}", alice == bob);
println!("alice != bob: {}", alice != bob);
// PartialOrd：< > <= >=
// derive 的 Ord 按欄位順序比較（先比 grade，再比 name）
println!("alice > bob: {}", alice > bob);
println!("bob < alice: {}", bob < alice);
// 排序需要 Ord
let mut students = vec![
Student { grade: 70, name: String::from("Charlie") },
Student { grade: 90, name: String::from("Alice") },
Student { grade: 85, name: String::from("Bob") },
];
students.sort();
for s in &students {
println!("{}: {}", s.name, s.grade);
}
// f64 的特殊情況：NAN
let nan = f64::NAN;
println!("NAN == NAN: {}", nan == nan); // false！
println!("NAN < 1.0: {}", nan < 1.0); // false！
println!("NAN > 1.0: {}", nan > 1.0); // false！
// f64 沒有 Ord，所以不能用 .sort()
// let mut floats = vec![1.0, 2.0, f64::NAN];
// floats.sort(); // 編譯錯誤！f64 沒有實作 Ord
// Default
let default_student = Student::default();
println!("預設學生：{:?}", default_student);
// Student { grade: 0, name: "" }
}重點整理
PartialEq：==、!=比較；Eq：保證自反性（NAN是例外）PartialOrd：<、>、<=、>=比較；Ord：保證完整排序f64因為NAN的存在，只有Partial版本，沒有完整版- derive 的
Ord按欄位宣告順序逐一比較 Default：提供預設值（數字0、boolfalse、String空字串）