定义Struct的方法

Struct就像面向对象的类一样,Rust允许为Struct定义实例方法和关联方法,实例方法可被所有实例对象访问调用,关联方法类似于其他语言中的类方法或静态方法。

定义Struct的方法的语法为impl Struct_Name {},所有方法定义在大括号中。

定义Struct的实例方法

实例方法是所有实例对象可访问、调用的方法。

例如:

struct Rectangle{
  width: u32,
  height: u32,
}

impl Rectangle {
  fn area(&self) -> u32 {
    self.width * self.height
  }

  fn perimeter(&self) -> u32 {
    (self.width + self.height) * 2
  }
}

fn main() {
  let rect1 = Rectangle{width: 30, height: 50};
  println!("{},{}", rect1.area(), rect1.perimeter());
}

也可以将方法定义在多个impl Struct_Name {}中。如下:


#![allow(unused)]
fn main() {
impl Rectangle {
  fn area(&self) -> u32 {
    self.width * self.height
  }

  fn perimeter(&self) -> u32 {
    (self.width + self.height) * 2
  }
}

impl Rectangle {
  fn include(&self, other: &Rectangle) -> bool {
    self.width > other.width && self.height > other.height
  }
}
}

所有Struct的实例方法的第一个参数都是self(的不同形式)。self表示调用方法时的Struct实例对象(如rect1.area()时,self就是rect1)。有如下几种self形式:

  • fn f(self):当obj.f()时,转移obj的所有权,调用f方法之后,obj将无效
  • fn f(&self):当obj.f()时,借用而非转移obj的只读权,方法内部不可修改obj的属性,调用f方法之后,obj依然可用
  • fn f(&mut self):当obj.f()时,借用obj的可写权,方法内部可修改obj的属性,调用f方法之后,obj依然可用

定义方法时很少使用第一种形式fn f(self),因为这会使得调用方法后对象立即消失。但有时候也能派上场,例如可用于替换对象:调用方法后原对象消失,但返回另一个替换后的对象。

如果仔细观察的话,会发现方法的第一个参数self(或其他形式)没有指定类型。实际上,在方法的定义中,self的类型为Self(首字母大写)。例如,为Rectangle定义方法时,Self类型就是Rectangle类型。因此,下面几种定义方法的方式是等价的:


#![allow(unused)]
fn main() {
fn f(self)
fn f(self: Self)

fn f(&self)
fn f(self: &Self)

fn f(&mut self)
fn f(self: &mut Self)
}

Rust的自动引用和解引用

在C/C++语言中,有两个不同的运算符来调用方法:.直接在对象上调用方法,->在一个对象指针上调用方法,这时需要先解引用(dereference)指针。

换句话说,如果obj是一个指针,那么obj->something()就像(*obj).something()一样。更典型的是Perl,Perl的对象总是引用类型,因此它调用方法时总是使用obj->m()形式。

Rust不会自动引用或自动解除引用,但有例外:当使用.运算符和比较操作符(如= > >=)时,Rust会自动创建引用和解引用,并且会尽可能地解除多层引用:

  • (1).方法调用v.f()会自动解除引用或创建引用
  • (2).属性访问p.namep.0会自动解除引用
  • (3).比较操作符的两端如果都是引用类型,则自动解除引用
  • (4).能自动解除的引用包括普通引用&xBox<T>Rc<T>

对于(1),方法调用时的自动引用和自动解除引用,它是这样工作的:当使用ob.something()调用方法时,Rust会根据所调用方法的签名进行推断(即根据方法的接收者self参数的形式进行推断),然后自动为object添加&, &mut来创建引用或添加*来自动解除引用,其目的是让obj与方法签名相匹配。

也就是说,当distance方法的第一个形参是&self&mut self时,下面代码是等价的,但第一行看起来简洁的多:


#![allow(unused)]
fn main() {
p1.distance(&p2); 
(&p1).distance(&p2);
}

关联函数(associate functions)

关联函数是指第一个参数不是self(的各种形式)但和Struct有关联关系的函数。关联方法类似于其他语言中类方法或静态方法的概念。

调用关联方法的语法StructName::func()。例如,String::from()就是在调用String的关联方法from()。

例如,可以定义一个专门用于构造实例对象的关联函数new。

struct Rectangle {
  width: u32,
  height: u32,
}

impl Rectangle {
  // 关联方法new:构造Rectangle的实例对象
  fn new(width: u32, height: u32) -> Rectangle {
    Rectangle { width, height }
  }
}

impl Rectangle {
  fn area(&self) -> u32 { self.width * self.height }
}

fn main() {
  // 调用关联方法
  let rect1 = Rectangle::new(30, 50);
  let rect2 = Rectangle::new(20, 50);
  println!("{}", rect1.area());
  println!("{}", rect2.area());
}

实际上,实例方法也属于关联方法,也可以采用关联方法的形式去调用,只不过这时需要手动传递第一个self参数。例如:


#![allow(unused)]
fn main() {
// 调用Rectangle的area方法,并传递参数&self
Rectangle::area(  &rect1  );
}