面试题：Rust中Display trait基础与优化应用

Question

在Rust中，简述Display trait的作用，并举出一个自定义结构体实现Display trait以优化控制台输出的例子，说明如何在实现中处理格式化字符串中的占位符。

Answer 1

Display trait的作用

Display trait 是 Rust 标准库中的一部分，用于提供一种格式化输出的方式，以便将类型的值以人类可读的形式展示出来。它主要用于格式化文本输出，特别是当使用 println! 宏或其他类似的格式化输出宏时。实现 Display trait 可以让自定义类型能够像基本类型（如 i32、String 等）一样进行格式化输出。

自定义结构体实现Display trait示例

struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
}

use std::fmt;

impl fmt::Display for Point {
    fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
        write!(f, "({}, {})", self.x, self.y)
    }
}

在这个例子中，我们定义了一个 Point 结构体，它有两个 i32 类型的字段 x 和 y。然后我们为 Point 结构体实现了 fmt::Display trait。在 fmt 方法中，我们使用 write! 宏将结构体的字段值格式化为字符串，并返回结果。

处理格式化字符串中的占位符

在 fmt 方法的实现中，我们使用 write! 宏来处理格式化字符串中的占位符。write! 宏类似于 println! 宏，但是它将格式化后的字符串写入到 fmt::Formatter 类型的对象中。

在上面的例子中，格式化字符串 "({}, {})" 中的 {} 就是占位符。write! 宏会按照顺序将 self.x 和 self.y 的值替换到占位符的位置，从而生成最终的格式化字符串。如果有更多的占位符，可以按顺序在 write! 宏的参数列表中添加相应的值。

这样，当我们使用 println!("{}", Point { x: 3, y: 4 }); 时，就会输出 (3, 4)，就像对基本类型进行格式化输出一样。