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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;
}