面试题：Rust trait扩展方法在泛型和类型约束场景下的应用

设计思路

定义trait：首先定义一个基础的trait，它包含要操作集合元素的通用方法。
类型约束：在trait定义中，通过关联类型或泛型参数来指定元素类型的约束，使得trait可以适用于不同类型的元素，但又满足一定规则。
扩展方法：利用Rust的trait扩展功能，为已定义的trait添加新的方法。这些方法应该能够处理不同类型的集合，通过泛型参数来实现对不同集合类型（如Vec、HashMap等）的支持。

关键代码实现

以下以Rust为例：

// 定义基础trait
trait CollectionOperation<T> {
    fn perform_operation(&self) -> Vec<T>;
}

// 为Vec<T>实现基础trait
impl<T> CollectionOperation<T> for Vec<T>
where
    T: Copy,
{
    fn perform_operation(&self) -> Vec<T> {
        self.iter().cloned().collect()
    }
}

// 为HashMap<K, V>实现基础trait，这里仅以V作为操作对象，假设只关心值
use std::collections::HashMap;
impl<K, V> CollectionOperation<V> for HashMap<K, V>
where
    V: Copy,
{
    fn perform_operation(&self) -> Vec<V> {
        self.values().cloned().collect()
    }
}

// 扩展trait，添加新功能
trait CollectionOperationExt<T>: CollectionOperation<T> {
    fn new_operation(&self) -> usize {
        self.perform_operation().len()
    }
}

// 为实现了CollectionOperation的类型自动实现CollectionOperationExt
impl<T, C> CollectionOperationExt<T> for C
where
    C: CollectionOperation<T>,
{
    // 新功能的默认实现已经在trait定义中给出
}

fn main() {
    let vec: Vec<i32> = vec![1, 2, 3];
    let result1 = vec.new_operation();
    println!("Vec new operation result: {}", result1);

    let mut map = HashMap::new();
    map.insert(1, "a");
    map.insert(2, "b");
    let result2 = map.new_operation();
    println!("HashMap new operation result: {}", result2);
}

在上述代码中：

定义了CollectionOperation trait，它有一个perform_operation方法，用于对集合元素进行操作并返回操作后的Vec。
分别为Vec<T>和HashMap<K, V>实现了CollectionOperation trait，针对不同集合类型进行了相应处理。
定义了CollectionOperationExt trait 对CollectionOperation进行扩展，添加了new_operation方法，计算perform_operation返回结果的长度。
通过impl<T, C> CollectionOperationExt<T> for C where C: CollectionOperation<T>为所有实现了CollectionOperation的类型自动实现CollectionOperationExt。
在main函数中展示了如何在Vec和HashMap上使用新添加的扩展方法。

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