Rust 中的继承与代码复用
在学习Rust过程中突然想到怎么实现继承,特别是用于代码复用的继承,于是在网上查了查,发现不是那么简单的。
C++的继承
首先看看c++中是如何做的。
例如要做一个场景结点的Node类和一个Sprite类继承它。
定义一个node基类
struct Node {float x;float y;void move_to(float x, float y) {this->x = x;this->y = y;}virtual void draw() const {printf("node: x = %f, y = %f\n", x, y);}
};
再定义一个子类Sprite,重载draw方法:
struct Sprite: public Node {virtual void draw() const {printf("sprite: x = %f, y = %f\n", x, y);}
};
可以把sprite作为一个Node来使用,并且可以重用Node中的move_to函数:
Node* sprite = new Sprite();
sprite->move_to(10, 10);
sprite->draw();
Rust中的继承
现在要用Rust做同样的事。定义一个Node基类:
struct Node {x: f32,y: f32,
}impl Node {fn draw(&self) {println!("node: x={}, y={}", self.x, self.y)}fn move_to(&mut self, x: f32, y: f32) {self.x = x;self.y = y;}
}
定义子类的时候我们遇到了麻烦:Rust里struct是不能继承的!
struct Sprite: Node;
这么写会报错:
error: `virtual` structs have been removed from the language
virtual struct是什么东西?原来Rust曾经有一个virtual struct的特性可以使struct继承另一个struct,但是被删掉了:(
RFC在这里。现在Rust的struct是不能继承的了。
使用 trait
Rust 里的 trait 是类似于 java 里 interface,可以继承的。我们把 Node 定义为 trait。
trait Node {fn move_to(&mut self, x: f32, y: f32);fn draw(&self);
}
但我们发现没有办法在 Node 中实现 move_to 方法,因为 trait 中不能有成员数据:x, y。
那只好在每个子类中写各自的方法实现,例如我们需要一个空Node类和一个Sprite类:
struct EmptyNode {x: f32,y: f32,
}impl Node for EmptyNode {fn draw(&self) {println!("node: x={}, y={}", self.x, self.y)}fn move_to(&mut self, x: f32, y: f32) {self.x = x;self.y = y;}
}struct Sprite {x: f32,y: f32,
}impl Node for Sprite {fn draw(&self) {println!("sprite: x={}, y={}", self.x, self.y)}fn move_to(&mut self, x: f32, y: f32) {self.x = x;self.y = y;}
}
是不是觉得有大量代码重复了?Sprite只需要重写 draw方法,但要把所有方法都实现一遍。如果要实现很多种 Node,每种都要实现一遍,那就要写吐血了。
组合
组合是一个代码重用的好方法。要重用代码时,组合而且比继承更能体现“has-a”的关系。我们把 Node 重新定义为之前的 struct 基类,然后把 Node 放在 Sprite 中:
struct Node {x: f32,y: f32,
}impl Node {fn draw(&self) {println!("node: x={}, y={}", self.x, self.y)}fn move_to(&mut self, x: f32, y: f32) {self.x = x;self.y = y;}
}struct Sprite {node: Node
}impl Sprite {fn draw(&self) {println!("sprite: x={}, y={}", self.node.x, self.node.y)}fn move_to(&mut self, x: f32, y: f32) {self.node.move_to(x, y);}
}
清爽了不少,美中不足的是还不能省略 move_to 方法,还要手动写一遍,简单调用 Node 中的同名方法。
组合和继承还有一些不同的,比如不能把 Sprite 转型为 Node。
Deref & DerefMut trait
std::ops::Deref 用于重载取值运算符: *。这个重载可以返回其他类型,正好可以解决组合中不能转换类型的问题。
在这个例子中,由于 move_to 的 self 可变的,所以要实现 Deref 和 DerefMut
struct Sprite {node: Node
}impl Sprite {fn draw(&self) {println!("sprite: x={}, y={}", self.node.x, self.node.y)}
}impl Deref for Sprite {type Target = Node;fn deref<'a>(&'a self) -> &'a Node {&self.node}
}impl DerefMut for Sprite {fn deref_mut<'a>(&'a mut self) -> &'a mut Node {&mut self.node}
}
之后就可以把 &Sprite 转换为 &Node
let mut sprite = Sprite{ node: Node { x: 10.0, y: 20.0 } };
let mut sprite_node: &mut Node = &mut sprite;
sprite_node.move_to(100.0, 100.0);
要注意的是对sprite_node的方法调用重载是不起作用的。如果 sprite_node.draw(),调用的还是Node.draw(),而不是Sprite.draw()。
如果要调用子类的方法,必须有子类类型的变量来调用。
let mut sprite = Sprite{ node: Node { x: 10.0, y: 20.0 } };// 这个大括号限制 mut borrow 范围
{let mut sprite_node: &mut Node = &mut sprite;sprite_node.move_to(100.0, 100.0);sprite.node.draw(); // 输出 node: x=100, y=100
} sprite.draw(); // 输出 sprite: x=100, y=100
转载于:https://www.cnblogs.com/redclock/p/4995954.html
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