面试题：Rust 中高级类型之 Trait 相关应用

Trait 的作用

在 Rust 中，Trait 用于定义一组方法签名，它类似于其他语言中的接口。Trait 的主要作用如下：

抽象行为：Trait 允许你定义一组方法，而不关心具体实现，使得不同类型可以实现这些方法，从而提供统一的行为抽象。
代码复用：通过 Trait 可以将相同的行为抽象提取出来，不同结构体或类型可以复用这些抽象定义，减少重复代码。
泛型约束：在泛型编程中，Trait 可以用于指定泛型类型必须实现的方法，从而确保泛型代码能够正确调用特定方法。

定义 Trait 及为结构体实现 Trait 的示例

// 定义一个 Trait
trait Animal {
    fn speak(&self);
}

// 定义一个结构体
struct Dog {
    name: String,
}

// 为 Dog 结构体实现 Animal Trait
impl Animal for Dog {
    fn speak(&self) {
        println!("Woof! My name is {}", self.name);
    }
}

// 定义另一个结构体
struct Cat {
    name: String,
}

// 为 Cat 结构体实现 Animal Trait
impl Animal for Cat {
    fn speak(&self) {
        println!("Meow! My name is {}", self.name);
    }
}

多个结构体实现同一 Trait 时灵活调用方法

使用泛型：通过泛型参数接受实现了特定 Trait 的类型。

fn make_sound<T: Animal>(animal: &T) {
    animal.speak();
}

fn main() {
    let dog = Dog { name: "Buddy".to_string() };
    let cat = Cat { name: "Whiskers".to_string() };

    make_sound(&dog);
    make_sound(&cat);
}

使用 Trait 对象：Trait 对象允许在运行时根据对象的实际类型来决定调用哪个实现。

fn main() {
    let dog = Box::new(Dog { name: "Buddy".to_string() }) as Box<dyn Animal>;
    let cat = Box::new(Cat { name: "Whiskers".to_string() }) as Box<dyn Animal>;

    let animals: Vec<Box<dyn Animal>> = vec![dog, cat];

    for animal in animals {
        animal.speak();
    }
}

在上述示例中，通过泛型 make_sound 函数可以接受任何实现了 Animal Trait 的类型，并调用其 speak 方法。而通过 Trait 对象 Box<dyn Animal>，可以在运行时动态地决定调用哪个结构体实现的 speak 方法，从而实现根据需求灵活调用不同结构体实现的方法。

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Trait 的作用

定义 Trait 及为结构体实现 Trait 的示例

多个结构体实现同一 Trait 时灵活调用方法