面试题：Rust中Debug trait在结构体调试中的应用

Question

请说明在Rust中如何为一个自定义结构体实现Debug trait以便在控制台调试时能打印出结构体的详细信息。请给出代码示例，并解释关键步骤。

Answer 1

1. 代码示例：

#[derive(Debug)]
struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
}

fn main() {
    let p = Point { x: 10, y: 20 };
    println!("{:?}", p);
}

2. 关键步骤解释：
   • 使用derive属性：在结构体定义前加上#[derive(Debug)]，这告诉Rust编译器自动为Point结构体实现Debug trait。derive属性让编译器为我们生成一些常见trait（如Debug、Clone、Copy等）的默认实现。
   • 打印结构体：在main函数中，通过println!("{:?}", p);来打印Point结构体实例p。{:?}是Debug格式化输出的占位符，使用这种格式化方式，就会调用Point结构体的Debug实现来将结构体内容以可读的方式输出到控制台。

如果不使用derive，也可以手动实现Debug trait：

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

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

fn main() {
    let p = Point { x: 10, y: 20 };
    println!("{:?}", p);
}

在手动实现Debug trait时： - 实现fmt方法：为结构体实现std::fmt::Debug trait中的fmt方法。fmt方法接收一个可变的Formatter引用，用于格式化输出。在方法内部，使用write!宏将结构体成员以合适的格式写入Formatter。write!宏返回一个Result类型，需要将其正确返回。