特质约束 (Trait bounds)
到目前为止，我们看到了特质 (trait) 的两种用途：
- 解锁"内建"的行为（例如运算符重载）
- 给已存在的类型添加新行为（即扩展特质 (extension trait)）
还有第三种用途：泛型编程 (generic programming)。
问题 (The problem)
到目前为止，我们所有的函数和方法都是基于具体类型 (concrete type) 工作的。
处理具体类型的代码通常容易写也容易理解。但它的可重用性受限。
比如，假设我们想写一个函数，用来判断一个整数是否为偶数。
基于具体类型，我们就得为每一个想支持的整数类型分别写一个函数：
fn is_even_i32(n: i32) -> bool {
n % 2 == 0
}
fn is_even_i64(n: i64) -> bool {
n % 2 == 0
}
// 等等。或者，我们可以写一个扩展特质，再为每个整数类型分别实现它：
trait IsEven {
fn is_even(&self) -> bool;
}
impl IsEven for i32 {
fn is_even(&self) -> bool {
self % 2 == 0
}
}
impl IsEven for i64 {
fn is_even(&self) -> bool {
self % 2 == 0
}
}
// 等等。重复仍然存在。
泛型编程 (Generic programming)
我们可以用泛型 (generics) 做得更好。
泛型让我们写出基于类型参数 (type parameter) 而非具体类型工作的代码：
fn print_if_even<T>(n: T)
where
T: IsEven + Debug
{
if n.is_even() {
println!("{n:?} is even");
}
}print_if_even 是一个泛型函数 (generic function)。
它不绑死在某个具体输入类型上，而是适用于任何同时满足下列条件的类型 T：
- 实现了
IsEven特质。 - 实现了
Debug特质。
这个契约通过一个特质约束 (trait bound) 来表达：T: IsEven + Debug。
+ 符号用来要求 T 实现多个特质。T: IsEven + Debug 等价于"T 同时实现了 IsEven 与 Debug"。
特质约束 (Trait bounds)
特质约束在 print_if_even 中起到什么作用？
我们试着把它去掉来看看：
fn print_if_even<T>(n: T) {
if n.is_even() {
println!("{n:?} is even");
}
}这段代码无法编译：
error[E0599]: no method named `is_even` found for type parameter `T`
in the current scope
--> src/lib.rs:2:10
|
1 | fn print_if_even<T>(n: T) {
| - method `is_even` not found
| for this type parameter
2 | if n.is_even() {
| ^^^^^^^ method not found in `T`
error[E0277]: `T` doesn't implement `Debug`
--> src/lib.rs:3:19
|
3 | println!("{n:?} is even");
| ^^^^^
| `T` cannot be formatted using `{:?}` because
| it doesn't implement `Debug`
|
help: consider restricting type parameter `T`
|
1 | fn print_if_even<T: std::fmt::Debug>(n: T) {
| +++++++++++++++++
没有特质约束，编译器不知道 T 能做什么。
它不知道 T 有 is_even 方法，也不知道怎么把 T 格式化用于打印。
从编译器的视角看，光秃秃的 T 没有任何行为。
特质约束通过确保函数体所需的行为是存在的，来限制可用的类型集合。
语法：内联特质约束 (Syntax: inlining trait bounds)
上面的例子都使用了 where 子句来指定特质约束：
fn print_if_even<T>(n: T)
where
T: IsEven + Debug
// ^^^^^^^^^^^^^^^^^
// 这就是 `where` 子句
{
// [...]
}如果特质约束很简单，你可以直接内联 (inline) 在类型参数旁边：
fn print_if_even<T: IsEven + Debug>(n: T) {
// ^^^^^^^^^^^^^^^^^
// 这是内联特质约束
// [...]
}语法：使用有意义的名字 (Syntax: meaningful names)
上面的例子里，我们使用 T 作为类型参数名。当函数只有一个类型参数时，这是常见的约定。
不过没什么阻止你使用更有意义的名字：
fn print_if_even<Number: IsEven + Debug>(n: Number) {
// [...]
}事实上，当涉及多个类型参数、或是 T 名字本身不能体现该类型在函数中的角色时，使用更有意义的名字是值得提倡的。
取类型参数名时，要像取变量名或函数参数名一样最大限度地追求清晰和可读性。
不过要遵循 Rust 的命名约定：使用符合 RFC 430 的大驼峰命名 (upper camel case) 来命名类型参数。
函数签名说了算 (The function signature is king)
你可能会问：我们到底为什么需要特质约束？编译器不能从函数体推断出所需的特质吗？
它能，但不会这么做。
这与函数参数上的显式类型注解的理由是一样的：
每个函数签名都是调用方与被调用方之间的契约 (contract)，条款必须明确写出来。
这能带来更好的错误信息、更好的文档、版本之间更少的意外破坏，以及更快的编译速度。
原文链接：英文原文