詳解Rust中的方法

2022-10-18 14:01:35

Rust中的方法

方法其實就是結構體的成員函數，在C語言中的結構體是沒有成員函數的，但是Rust畢竟也是一門物件導向的程式語言，所以給結構體加上方法的特性很符合物件導向的特點。

方法的簡單概念

方法（method）與函數類似：它們使用 fn 關鍵字和名稱宣告，可以擁有引數和返回值，同時包含在某處呼叫該方法時會執行的程式碼。不過方法與函數是不同的，因為它們在結構體的上下文中被定義，並且它們第一個引數總是 self，它代表呼叫該方法的結構體範例。

&self 實際上是 self: &Self 的縮寫，在一個 impl 塊中，Self 型別是 impl 塊的型別的別名。方法的第一個引數必須有一個名為 self 的Self 型別的引數，所以 Rust 讓你在第一個引數位置上只用 self 這個名字來縮寫。傳參的時候可以忽略self的傳參。

上面這段話是官方檔案對方法的描述。如果學過物件導向的應該理解起來是沒人任何問題的，方法就是類中的成員函數，在呼叫方法是必須通過類的範例物件類呼叫。

使用方法代替函數的好處：

減少self引數的書寫
組織性好

定義方法

定義方法的方式和定義函數的方式類似，也是採用fn作為標識，但是方法比函數多一點的就是需要被包含在impl中。

impl是implementation的簡寫，翻譯成中文就是實施，實現的意思。在Rust中所有的方法都必須在對應的結構體的impl中實現，並且方法的第一個引數是&self，其中&self就是指向當前物件的參照，類似於C++中的this、Java中的this、Python中的self.

基本結構:

impl 結構體名 {
    方法1...
    方法2...
    ....
    方法n...
}

//也可以再開一個impl
impl 結構體名 {
    方法n+1....
}

//其中以上的效果和下面寫法等效
impl 結構體名 {
        方法1...
    方法2...
    ....
    方法n...
    方法n+1....
}

可以重開一個impl的特性就像C++中的namespace一樣，如果想了解namespace的可自行查詢資料。

綜上所述，impl的作用就是用來標識哪些方法是屬於哪個結構體的。

例子：

struct MM {
    name: String,
    age: u8,
}

impl MM {
    fn get_name(&self) -> &str {
        &self.name
    }
    fn get_age(&self) -> &u8 {
        &self.age
    }
}

impl MM {
    fn show(&self) {
        println!("name: {}", self.name);
        println!("age: {}", self.age);
    }
}
/*上面兩個impl等效於以下程式碼
impl MM {
    fn get_name(&self) -> &str {
        &self.name
    }
    
    fn get_age(&self) -> &u8 {
        &self.age
    }
    
    fn show(&self) {
        println!("name: {}", self.name);
        println!("age: {}", self.age);
    }
}
*/
fn main() {
    let mm = MM {
        name: String::from("Alice"),
        age: 18,
    };
    mm.show();
    println!("{}的名字叫: {}, 她今年{}歲了", mm.name, mm.get_name(), mm.get_age());
}

結果：

name: Alice
age: 18
Alice的名字叫: Alice, 她今年18歲了

Rust自動參照和解除參照

在C++中存取物件的內容，一般都是使用指標和指標運運算元->來存取物件中的屬性（成員變數）和行為（成員函數）。但是在Rust沒有和->等效的運運算元。Rust是存在了自動參照和解除參照的功能。

當使用物件來呼叫方法時，Rust會自動為物件新增&、&mut或*以便物件與方法簽名匹配，即下面的程式碼是等價的：

mm.show();		//這種方法比較簡潔
(&mm).show();	//這種方法稍微多了點東西

這種自動參照的行為之所以有效，是因為方法有一個明確的接收者———— self 的型別。在給出接收者和方法名的前提下，Rust 可以明確地計算出方法是僅僅讀取（&self），做出修改（&mut self）或者是獲取所有權（self）。事實上，Rust 對方法接收者的隱式借用讓所有權在實踐中更友好。

//以下都是等效的，都可以修改age的值
mm.age = 19;
(&mut mm).age = 89;

Rust 對方法接收者的隱式借用讓所有權在實踐中更友好。意思就是使用物件直接點操作就行了。

帶引數的方法

因為方法和函數是類似的，所以在方法中也是可以傳參的。

直接看一個例子就直接跳過了。

impl MM {	//前面已經宣告過MM的結構體了
    fn eat(&self, food: &String) {
        println!("{}想吃{}", self.name, food);
    }
}
fn main() {
    let mm = MM {
        name: String::from("Alice"),
        age: 18,
        money: 100,
    };
    mm.eat(&"手撕雞".to_string());
}

結果：