面试题：Rust结构体impl块复用与泛型的结合应用

Question

定义一个泛型结构体`Container<T>`，包含一个`T`类型的字段。编写`impl`块为`Container<T>`实现一个方法`transform`，该方法接收一个闭包，对`T`类型的数据进行转换。另外，再创建一个特定于`i32`类型的`impl`块，实现一个特殊的方法`sum_square`，该方法计算`Container<i32>`中值的平方和。阐述如何有效复用`impl`块中的代码逻辑，同时确保泛型和特定类型实现之间的协同工作，并且说明在这种场景下类型约束和生命周期标注的重要性。

Answer 1

// 定义泛型结构体
struct Container<T> {
    value: T,
}

// 为泛型结构体实现transform方法
impl<T> Container<T> {
    fn transform<F, U>(self, f: F) -> Container<U>
    where
        F: FnOnce(T) -> U,
    {
        Container { value: f(self.value) }
    }
}

// 为Container<i32>实现sum_square方法
impl Container<i32> {
    fn sum_square(&self) -> i32 {
        self.value * self.value
    }
}

// 复用代码逻辑方面，可以将通用的逻辑放在泛型impl块中，特定类型的impl块继承泛型impl块的能力，只实现特定类型的方法。例如在这个例子中，transform方法是通用的，sum_square方法是特定于i32类型的。

// 类型约束的重要性：在transform方法中，通过where子句对闭包F进行类型约束，确保闭包能正确接受T类型参数并返回U类型值，这保证了类型安全。如果没有正确的类型约束，编译器无法确保传递的闭包能正确处理结构体中的数据类型，可能导致编译错误。

// 生命周期标注的重要性：在这个例子中，sum_square方法使用了&self，表明该方法不会获取self的所有权，这样调用者在调用该方法后仍然可以继续使用该结构体实例。如果没有正确的生命周期标注，编译器无法确定借用关系，可能会导致悬垂引用等错误。