全部教程· Rust语言· 通过例子学Rust · 14.9.1 单位检查

Rust 测试实例：单位检查

通过实现一个带虚类型参数的 Add trait 可以实现单位检查。这种 Add trait 的代码如下：

// 这个 `trait` 会要求 `Self + RHS = Output`。` <RHS = Self>` 表示 RHS 的默认值
// 为 Self 类型，也就是如果没有在实现中另行指定，RHS 就取 Self 类型。
pub trait Add <RHS = Self> {
    type Output;

    fn add(self, rhs: RHS) -> Self::Output;
}

// `Output` 必须是 `T <U>` 类型，所以是 `T <U> + T <U> = T <U>`。
impl <U> Add for T <U> {
    type Output = T <U>;
    ...
}

完整实现：

use std::ops::Add;
use std::marker::PhantomData;

/// 创建空枚举类型来表示单位。
#[derive(Debug, Clone, Copy)]
enum Inch {}
#[derive(Debug, Clone, Copy)]
enum Mm {}

/// `Length` 是一个带有虚类型参数 `Unit` 的类型，
/// 而且对于表示长度的类型（即 `f64`）而言，`Length` 不是泛型的。
///
/// `f64` 已经实现了 `Clone` 和 `Copy` trait.
#[derive(Debug, Clone, Copy)]
struct Length <Unit>(f64, PhantomData <Unit>);

/// `Add` trait 定义了 `+` 运算符的行为。
impl <Unit> Add for Length <Unit> {
     type Output = Length <Unit>;

    // add() 返回一个含有和的新的 `Length` 结构体。
    fn add(self, rhs: Length <Unit>) -> Length <Unit> {
        // `+` 调用了针对 `f64` 类型的 `Add` 实现。
        Length(self.0 + rhs.0, PhantomData)
    }
}

fn main() {
    // 指定 `one_foot` 拥有虚类型参数 `Inch`。
    let one_foot:  Length <Inch> = Length(12.0, PhantomData);
    // `one_meter` 拥有虚类型参数 `Mm`。
    let one_meter: Length <Mm>   = Length(1000.0, PhantomData);

    // `+` 调用了我们对 `Length <Unit>` 实现的 `add()` 方法。
    //
    // 由于 `Length` 了实现了 `Copy`，`add()` 不会消耗 `one_foot`
    // 和 `one_meter`，而是复制它们作为 `self` 和 `rhs`。
    let two_feet = one_foot + one_foot;
    let two_meters = one_meter + one_meter;

    // 加法正常执行。
    println!("one foot + one_foot = {:?} in", two_feet.0);
    println!("one meter + one_meter = {:?} mm", two_meters.0);

    // 无意义的运算当然会失败：
    // 编译期错误：类型不匹配。
    //let one_feter = one_foot + one_meter;
}