面试题：Rust中trait关联类型在图形绘制系统的应用

Question

在一个简单的图形绘制系统中，定义一个`Shape` trait，它有一个关联类型`PointType`用于表示图形的坐标点类型。`Shape` trait包含一个方法`draw`，用于在给定的绘图上下文（可以简单理解为一个`impl DrawContext`类型的参数）上绘制图形。假设存在`Circle`和`Rectangle`结构体都实现了`Shape` trait，请详细描述如何设计这些结构体、trait以及相关的方法，使得代码具有良好的扩展性和可读性，并且给出主要的代码框架。

Answer 1

// 定义绘图上下文trait
trait DrawContext {
    // 假设这里有一些绘图相关的方法，这里暂不具体实现
}

// 定义Shape trait，关联类型PointType表示坐标点类型
trait Shape {
    type PointType;
    fn draw(&self, ctx: &impl DrawContext);
}

// 定义Circle结构体
struct Circle {
    center: (i32, i32),
    radius: i32,
}

impl Shape for Circle {
    type PointType = (i32, i32);
    fn draw(&self, ctx: &impl DrawContext) {
        // 这里实现具体的绘制圆的逻辑
        println!("Drawing circle at {:?} with radius {}", self.center, self.radius);
    }
}

// 定义Rectangle结构体
struct Rectangle {
    top_left: (i32, i32),
    bottom_right: (i32, i32),
}

impl Shape for Rectangle {
    type PointType = (i32, i32);
    fn draw(&self, ctx: &impl DrawContext) {
        // 这里实现具体的绘制矩形的逻辑
        println!("Drawing rectangle from {:?} to {:?}", self.top_left, self.bottom_right);
    }
}

这样设计使得每个图形结构体都可以独立实现Shape trait，并且通过关联类型明确坐标点类型，增加了代码的扩展性和可读性。如果后续要添加新的图形，只需要创建新的结构体并实现Shape trait即可。