总所周知学习 Java 逃不开对各类设计模式的理解运用。今天千里冰封介绍了一个全新的设计模式——“Tagless Final” Style, 它可以用 trait 在 Rust 中模拟子类型。
第一步实现目标
实现一个 expr 范型方法，可以根据类型执行。如下方代码，可以已 u32 或者 String 的类型返回
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
| fn main() {
fn expr<T: Expr>() -> T {
Expr::add(
Expr::div(Expr::lit(100), Expr::lit(10)),
Expr::sub(Expr::lit(223), Expr::lit(23)),
)
}
println!("{}", expr::<u32>());
println!("{}", expr::<String>());
}
|
output:
1
2
3
4
5
6
| /Users/edward/.cargo/bin/cargo run --color=always --package tagless --bin tagless
Compiling tagless v0.1.0 (/Users/edward/github/SASUKE40/tagless)
Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.39s
Running `target/debug/tagless`
210
((100 / 10) + (223 - 23))
|
基础的 Expr trait 定义
这个最基础的 trait 是外部引入，不能更改的。
1
2
3
4
5
6
7
| pub(crate) trait Expr {
fn lit(i: u32) -> Self;
fn add(lhs: Self, rhs: Self) -> Self;
fn sub(lhs: Self, rhs: Self) -> Self;
fn mul(lhs: Self, rhs: Self) -> Self;
fn div(lhs: Self, rhs: Self) -> Self;
}
|
实现 String 和 u32 的 impl
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
|
impl Expr for u32 {
fn lit(i: u32) -> Self {
i
}
fn add(lhs: Self, rhs: Self) -> Self {
lhs + rhs
}
fn sub(lhs: Self, rhs: Self) -> Self {
lhs - rhs
}
fn mul(lhs: Self, rhs: Self) -> Self {
lhs * rhs
}
fn div(lhs: Self, rhs: Self) -> Self {
lhs / rhs
}
}
impl Expr for String {
fn lit(i: u32) -> Self {
i.to_string()
}
fn add(lhs: Self, rhs: Self) -> Self {
format!("({} + {})", lhs, rhs)
}
fn sub(lhs: Self, rhs: Self) -> Self {
format!("({} - {})", lhs, rhs)
}
fn mul(lhs: Self, rhs: Self) -> Self {
format!("({} * {})", lhs, rhs)
}
fn div(lhs: Self, rhs: Self) -> Self {
format!("({} / {})", lhs, rhs)
}
}
|
以上的内容都单独抽出放入到 expr.rs 中。
给 expr 增加 exp 方法
因为 Expr trait 不可被更改，所以新增一个 trait 的 TypeParamBounds[^https://doc.rust-lang.org/reference/items/traits.html]: Rust traits
1
2
3
4
5
| Syntax
Trait :
unsafe? trait IDENTIFIER Generics? ( : TypeParamBounds? )? WhereClause? {
TraitItem*
}
|
定义一个新的 ExprWithExp trait，并实现 u32 和 String 类型的 exp 方法：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
| trait ExprWithExp: Expr {
fn exp(lhs: Self, rhs: Self) -> Self;
}
impl ExprWithExp for u32 {
fn exp(lhs: Self, rhs: Self) -> Self {
lhs.pow(rhs)
}
}
impl ExprWithExp for String {
fn exp(lhs: Self, rhs: Self) -> Self {
format!("({} ^ {})", lhs, rhs)
}
}
|
这样就可以给 u32 和 String 拓展出 exp 方法
1
2
3
4
5
6
7
8
9
| fn main() {
// snippet
fn expr2<T: ExprWithExp>() -> T {
ExprWithExp::exp(expr(), Expr::lit(2))
}
println!("{}", expr2::<u32>());
println!("{}", expr2::<String>());
}
|
output:
1
2
3
4
5
6
7
8
| /Users/edward/.cargo/bin/cargo run --color=always --package tagless --bin tagless
Compiling tagless v0.1.0 (/Users/edward/github/SASUKE40/tagless)
Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.56s
Running `target/debug/tagless`
210
((100 / 10) + (223 - 23))
44100
(((100 / 10) + (223 - 23)) ^ 2)
|
