Rust之泛型函数

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☐	泛型函数		Rust之泛型函数

Question:

泛型函数

基本用法：
- 泛型参数用<T>表示
- 可以用<T: trait>为泛型类型增加约束

多态

静态多态（泛型+trait约束）

在编译时确定类型
单态化、为每种类型生成独立的代码

Rust泛型与CPP模板函数

#include <iostream>
#include <cmath>

// 定义矩形结构体
struct Rectangle {
    double width, height;
    // 矩阵面积计算逻辑
    double area() const {
        return width * height;
    }
};

// 定义圆形结构体
struct Circle {
    double radius;
    // 圆形面积计算逻辑
    double area() const {
        return M_PI * radius * radius;
    }
};

// 泛型函数，通过模板处理不同类型
template <typename Shape>
double calculate_area(const Shape& shape) {
    return shape.area();
}

int main() {
    Rectangle rect{10.0, 20.0};
    Circle circle{5.0};

    std::cout << "Rectangle area: " << calculate_area(rect) << std::endl;
    std::cout << "Circle area: " << calculate_area(circle) << std::endl;

    return 0;
}

// 与CPP不同的是
// rust中需要显示定义一个 Trait 表示共有行为：这里是area()
trait Shape {
    fn area(&self) -> f64;
}

// 定义矩形结构体
struct Rectangle {
    width: f64,
    height: f64,
}
// 为矩形结构体实现Shape接口
impl Shape for Rectangle {
    fn area(&self) -> f64 {
        self.width * self.height
    }
}

// 定义圆形结构体
struct Circle {
    radius: f64,
}
// 为圆形结构体实现Shape接口
impl Shape for Circle {
    fn area(&self) -> f64 {
        std::f64::consts::PI * self.radius * self.radius
    }
}

// 泛型函数，接受任何实现了 Shape trait 的类型
// 这里的<T: Shape>是接口限制trait bounds。
// 它的作用是限制泛型T必须实现了Shape接口（impl Shape for some_T）
fn calculate_area<T: Shape>(shape: &T) -> f64 {
    shape.area()
}

fn main() {
    let rect = Rectangle {
        width: 10.0,
        height: 20.0,
    };
    let circle = Circle { radius: 5.0 };

    println!("Rectangle area: {}", calculate_area(&rect));
    println!("Circle area: {}", calculate_area(&circle));
}

🛎️🛎️🛎️区别：

特性	C++ 实现	Rust 实现
静态多态机制	模板（`template`）	泛型和 trait（`<T: Trait>`）
类型约束	隐式约束，依赖编译器报错检查	显式约束，必须声明 `trait`
错误发现	延迟到调用时	编译时即验证类型实现是否符合约束
代码生成	为每种类型实例化模板，单态化生成代码	同样通过单态化优化性能
接口定义的灵活性	更灵活，但易导致模板膨胀或模糊错误	明确接口，限制更严格但更安全

trait bounds
确保泛型T实现了某个接口（impl any_Trait for some_T）
<T: Shape + Display> 支持使用+运算符执行多个bounds

动态多态（将泛型换成&dyn trait或Box）

在运行时才确定类型
动态分配
可以处理不同类型的实例
适用于多态集合等动态场景

函数参数多态

Question:

泛型函数

多态

静态多态（泛型+trait约束）

Rust泛型与CPP模板函数

动态多态（将泛型换成&dyn trait或Box）

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