面试题：Rust结构体关联函数与泛型结合

Question

定义一个泛型结构体 `Pair<T>`，包含两个类型为 `T` 的字段 `first` 和 `second`。实现一个关联函数 `new` 用于创建 `Pair` 实例，再实现一个关联函数 `cmp`，如果 `first` 小于 `second` 返回 `-1`，相等返回 `0`，大于返回 `1`（假设 `T` 实现了 `PartialOrd` 特征）。说明在这种泛型场景下，关联函数设计的要点和优势。

Answer 1

use std::cmp::Ordering;

// 定义泛型结构体Pair<T>
struct Pair<T> {
    first: T,
    second: T,
}

impl<T: PartialOrd> Pair<T> {
    // 关联函数new用于创建Pair实例
    fn new(first: T, second: T) -> Self {
        Pair { first, second }
    }

    // 关联函数cmp，比较first和second
    fn cmp(&self) -> i32 {
        match self.first.partial_cmp(&self.second) {
            Some(Ordering::Less) => -1,
            Some(Ordering::Equal) => 0,
            Some(Ordering::Greater) => 1,
            None => panic!("无法比较"),
        }
    }
}

泛型场景下关联函数设计的要点：

1. 类型约束：在 impl 块中对泛型参数添加必要的特征约束，如上述代码中对 T 添加了 PartialOrd 约束，以确保在关联函数中能够调用相关的方法（如 partial_cmp）。
2. 泛型参数使用：关联函数中正确使用泛型参数，确保函数逻辑能够适用于不同具体类型。例如 new 函数接收两个 T 类型参数并返回包含这两个值的 Pair<T> 实例；cmp 函数在实现比较逻辑时，操作的也是 T 类型的字段。

泛型场景下关联函数设计的优势：

1. 代码复用：通过泛型，可以为不同类型实现相同的关联函数逻辑，而无需针对每种类型重复编写代码。例如，Pair 结构体及其关联函数可以用于 i32、f64 等实现了 PartialOrd 特征的各种类型。
2. 灵活性：泛型关联函数可以处理多种类型，提高了代码的灵活性和通用性，能够适应不同的应用场景。