详解Rust中的方法

2022-11-13 18:25

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Rust中的方法

方法其实就是结构体的成员函数，在C语言中的结构体是没有成员函数的，但是Rust毕竟也是一门面向对象的编程语言，所以给结构体加上方法的特性很符合面向对象的特点。

方法的简单概念

方法（method）与函数类似：它们使用 fn 关键字和名称声明，可以拥有参数和返回值，同时包含在某处调用该方法时会执行的代码。不过方法与函数是不同的，因为它们在结构体的上下文中被定义，并且它们第一个参数总是 self，它代表调用该方法的结构体实例。

&self 实际上是 self: &Self 的缩写，在一个 impl 块中，Self 类型是 impl 块的类型的别名。方法的第一个参数必须有一个名为 self 的Self 类型的参数，所以 Rust 让你在第一个参数位置上只用 self 这个名字来缩写。传参的时候可以忽略self的传参。

上面这段话是官方文档对方法的描述。如果学过面向对象的应该理解起来是没人任何问题的，方法就是类中的成员函数，在调用方法是必须通过类的实例对象类调用。

使用方法代替函数的好处：

减少self参数的书写
组织性好

定义方法

定义方法的方式和定义函数的方式类似，也是采用fn作为标识，但是方法比函数多一点的就是需要被包含在impl中。

impl是implementation的简写，翻译成中文就是实施，实现的意思。在Rust中所有的方法都必须在对应的结构体的impl中实现，并且方法的第一个参数是&self，其中&self就是指向当前对象的引用，类似于C++中的this、Java中的this、Python中的self.

基本结构:

impl 结构体名 {
    方法1...
    方法2...
    ....
    方法n...
}

//也可以再开一个impl
impl 结构体名 {
    方法n+1....
}

//其中以上的效果和下面写法等效
impl 结构体名 {
        方法1...
    方法2...
    ....
    方法n...
    方法n+1....
}

可以重开一个impl的特性就像C++中的namespace一样，如果想了解namespace的可自行查询资料。

综上所述，impl的作用就是用来标识哪些方法是属于哪个结构体的。

例子：

struct MM {
    name: String,
    age: u8,
}

impl MM {
    fn get_name(&self) -> &str {
        &self.name
    }
    fn get_age(&self) -> &u8 {
        &self.age
    }
}

impl MM {
    fn show(&self) {
        println!("name: {}", self.name);
        println!("age: {}", self.age);
    }
}

fn main() {
    let mm = MM {
        name: String::from("Alice"),
        age: 18,
    };
    mm.show();
    println!("{}的名字叫: {}, 她今年{}岁了", mm.name, mm.get_name(), mm.get_age());
}

结果：

name: Alice
age: 18
Alice的名字叫: Alice, 她今年18岁了

Rust自动引用和解引用

在C++中访问对象的内容，一般都是使用指针和指针运算符->来访问对象中的属性（成员变量）和行为（成员函数）。但是在Rust没有和->等效的运算符。Rust是存在了自动引用和解引用的功能。

当使用对象来调用方法时，Rust会自动为对象添加&、&mut或*以便对象与方法签名匹配，即下面的代码是等价的：

mm.show();		//这种方法比较简洁
(&mm).show();	//这种方法稍微多了点东西

这种自动引用的行为之所以有效，是因为方法有一个明确的接收者———— self 的类型。在给出接收者和方法名的前提下，Rust 可以明确地计算出方法是仅仅读取（&self），做出修改（&mut self）或者是获取所有权（self）。事实上，Rust 对方法接收者的隐式借用让所有权在实践中更友好。

//以下都是等效的，都可以修改age的值
mm.age = 19;
(&mut mm).age = 89;

Rust 对方法接收者的隐式借用让所有权在实践中更友好。意思就是使用对象直接点操作就行了。

带参数的方法

因为方法和函数是类似的，所以在方法中也是可以传参的。

直接看一个例子就直接跳过了。

impl MM {	//前面已经声明过MM的结构体了
    fn eat(&self, food: &String) {
        println!("{}想吃{}", self.name, food);
    }
}
fn main() {
    let mm = MM {
        name: String::from("Alice"),
        age: 18,
        money: 100,
    };
    mm.eat(&"手撕鸡".to_string());
}

结果：