为什么在实现 `std::ops::Add` 特性时需要类型别名？

Question

我使用《Rust By Practice》一书练习了 Rust 编码。我遇到过一个让我有点困惑的例子。以下代码是Traits章节中第四个练习的修订版：

use std::ops;

#[derive(PartialEq, Debug)]
struct LeftHandSide;

#[derive(PartialEq, Debug)]
struct RightHandSide;

#[derive(PartialEq, Debug)]
struct LeftAndRightHandSide;

impl ops::Add<RightHandSide> for LeftHandSide{
    type Output = LeftAndRightHandSide;

    fn add(self, _rhs: RightHandSide) -> LeftAndRightHandSide{
        LeftAndRightHandSide
    }
}

fn main() {
    assert_eq!(LeftHandSide + RightHandSide, LeftAndRightHandSide);
    println!("Success!");
}

它是通过派生结构的 

PartialEq

和

Debug

特征默认实现来完成的。这是强制性的，因为

assert_eq!

宏比较并打印（紧急情况下）表达式的值。此外，

Add

特征的左侧和右侧必须处于正确的顺序。添加特征需要

type Output

别名，但它没有在任何地方使用。根据

添加文档

，别名也未使用。 为什么在实现

std::ops::Add

特性时需要类型别名？

Answer 1

为什么在实现 std::ops::Add 特征时需要类型别名？

它不是类型别名，而是一个

关联类型

，它是特征实现的内在部分：在与类型交互时可以通用地引用它。

添加特征需要类型输出别名，但它没有在任何地方使用。根据Add文档，别名也没有被使用。

不是吗？关联类型是

add

:

 的输出

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

Answer 2

实现者必须实现的关联函数、关联类型和关联常量，因为它们是接口的一部分。

让我们看一个例子。我们有这个特点：

trait Glonk {
    type Wobble: Default;
}

现在我们在通用函数中使用这个特征：

fn get_wobble<T: Glonk>() -> T::Wobble {
    Default::default()
}

您可以看到我们需要

T

来实现

Glonk

。由于 

Wobble

 类型是 

Glonk

 公共接口的一部分，我们知道 

Glonk

 的任何实现者都有 

T::Wobble

，因此我们可以在我们的函数中使用它。这就是特质的重点。我们不确切知道我们得到的是什么类型，但我们可以保证我们得到的类型实现了特征中声明的所有内容。如果我们想为某个类型实现 

Glonk

，我们需要为该特定类型定义 

Wobble

。

现在让我们看看

Add

特征的定义。

pub trait Add<Rhs = Self> {
    type Output;
    fn add(self, rhs: Rhs) -> Self::Output;
}

这比我们的

Glonk

特征稍微复杂一些，但我们可以看到该特征声明了关联的类型

Output

。这意味着该特征的任何实现者都需要包含 

Output

 类型的定义。该类型是否在任何地方使用并不重要。它是界面的一部分，因此任何具有该特征的消费者

都可以

使用它。该类型也

is用作add()的返回类型，但对于是否需要在Add

的实现中定义它的问题来说并不重要。

在 Rust 的未来版本中，最终将可以声明 

关联类型默认值

:

trait Glonk {
    type Wobble: Default = i32;
}

这将为关联类型声明一个默认类型，因此实现者可以跳过定义该类型。此功能在稳定的 Rust 中尚不可用，并且

Add

特征无论如何都不会实现其

Output

 类型的默认值，因此这不会改变此特定示例的任何内容。