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面向对象语言的特征

编程社区对于具有语言必须被视为面向对象的。Rust 受到许多编程范式，包括 OOP;例如，我们探索了这来自第 13 章的函数式编程。可以说，OOP 语言共享某些共同特征，即 objects、encapsulation 和遗产。让我们看看这些特征中的每一个意味着什么，以及 Rust 支持它。

对象包含数据和行为

《设计模式：可重用面向对象的软件的元素》一书作者 Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson 和 John Vlissides （Addison-Wesley Professional， 1994），俗称 The Gang of Four book，是一本面向对象的设计模式目录。它以这种方式定义 OOP：

面向对象的程序由对象组成。对象将两者打包 data 和对该数据进行作的过程。这些过程是通常称为方法或作。

使用这个定义，Rust 是面向对象的：结构和枚举有数据，块提供 struct 和 enum 的方法。即使 structs 和带有方法的枚举不称为对象，它们提供相同的功能，根据 Gang of Four 对对象的定义。impl

隐藏实现细节的封装

通常与 OOP 相关的另一个方面是封装的思想，这意味着 Object 的实现细节不能被代码。因此，与对象交互的唯一方法是通过其公共 API;使用该对象的代码不应能够进入对象的内部结构，并直接更改数据或行为。这将启用程序员来更改和重构对象的内部结构，而无需更改使用该对象的代码。

我们在第 7 章中讨论了如何控制封装：我们可以使用关键字来决定代码中的哪些模块、类型、函数和方法应该是 public 的，默认情况下，其他所有内容都是私有的。例如，我们可以定义一个结构体，该结构体具有一个包含向量的字段的值。结构还可以具有一个字段，其中包含向量中的值，这意味着不必计算平均值在任何人需要时按需提供。换句话说，将为 us 缓存计算出的平均值。示例 17-1 有结构体的定义：pubAveragedCollectioni32AveragedCollectionAveragedCollection

文件名： src/lib.rs

pub struct AveragedCollection {
    list: Vec<i32>,
    average: f64,
}

示例 17-1：一个 AveragedCollection 结构体维护一个整数列表和收集

该结构被标记，以便其他代码可以使用它，但结构保持私有。在这种情况下，这很重要，因为我们希望确保无论何时在列表中添加或删除值，平均值为也更新了。我们通过实现、和方法来做到这一点在结构体上，如示例 17-2 所示：pubaddremoveaverage

文件名： src/lib.rs

pub struct AveragedCollection {
    list: Vec<i32>,
    average: f64,
}

impl AveragedCollection {
    pub fn add(&mut self, value: i32) {
        self.list.push(value);
        self.update_average();
    }

    pub fn remove(&mut self) -> Option<i32> {
        let result = self.list.pop();
        match result {
            Some(value) => {
                self.update_average();
                Some(value)
            }
            None => None,
        }
    }

    pub fn average(&self) -> f64 {
        self.average
    }

    fn update_average(&mut self) {
        let total: i32 = self.list.iter().sum();
        self.average = total as f64 / self.list.len() as f64;
    }
}

示例 17-2：公共方法 add、remove 和 average 在 AveragedCollection 上的实现

公共方法、和是访问或修改实例中的数据。添加项时添加到使用该方法或删除的每个 Alpha 的实现都会调用处理同时更新字段。addremoveaverageAveragedCollectionlistaddremoveupdate_averageaverage

我们将 and 字段保留为私有，因此没有办法用于直接在字段中添加或删除项目的外部代码; 否则，字段可能会在更改时变得不同步。该方法返回字段中的值允许外部代码读取但不能修改它。listaveragelistaveragelistaverageaverageaverage

因为我们已经封装了结构体的实现细节，我们可以很容易地改变方面，比如数据结构、在未来。例如，我们可以对字段使用 a 而不是 a。只要、和 public 方法的签名保持不变，则无需更改代码使用即可进行编译。如果我们改为 public，则不一定是这种情况：并且具有不同的添加和删除项目的方法，因此外部的如果直接修改代码，则可能必须更改代码。AveragedCollectionHashSet<i32>Vec<i32>listaddremoveaverageAveragedCollectionlistHashSet<i32>Vec<i32>list

如果封装是要考虑的语言的必要方面面向对象，那么 Rust 就满足了这个要求。使用或 not for different parts of code 启用实现详细信息的封装。pub

继承是一种机制，通过这种机制，对象可以从另一个对象的定义，从而获得父对象的数据和行为而无需再次定义它们。

如果语言必须具有继承才能成为面向对象的语言，则 Rust 不是其中之一。无法定义继承父级的结构体 struct 的字段和方法实现，而无需使用宏。

但是，如果您习惯于在编程工具箱中使用继承，则可以可以使用 Rust 中的其他解决方案，具体取决于您选择继承。

选择继承有两个主要原因。一个用于代码重用：您可以为一种类型实现特定行为，而继承使您能够将该实现重新用于不同类型的实现。您可以在有限的 way 在 Rust 代码中使用默认 trait 方法实现，你在示例 10-14 当我们添加该方法的默认实现时在性状上。任何实现 trait 的类型都会有该方法可用，无需任何其他代码。这是类似于具有 Method 和 inheriting child class 也具有该方法的实现。我们可以也覆盖该方法的默认实现实现 trait，这类似于 child 类覆盖从父类继承的方法的实现。summarizeSummarySummarysummarizesummarizeSummary

使用继承的另一个原因与类型系统有关：要启用 child 类型，以便在与 parent 类型相同的位置使用。这也是称为多态性，这意味着您可以将多个对象替换为如果它们具有某些特征，则它们在运行时相互关联。

多态性

对许多人来说，多态性是继承的同义词。但事实是实际上是一个更通用的概念，指的是可以处理数据的代码多种类型。对于继承，这些类型通常是 subclass。

相反，Rust 使用泛型来抽象不同的可能类型和 trait 边界来对这些类型必须提供的内容施加约束。这是有时称为有界参数多态性。

继承作为一种编程设计解决方案最近已经失宠在许多编程语言中，因为它通常面临共享更多代码的风险比必要。子类不应该总是共享其 parent 类，但会通过继承来执行此作。这可以使程序的设计不太灵活。它还引入了在没有意义的子类，或者因为方法没有意义而导致错误的子类 apply 应用于子类。此外，某些语言将只允许单个 inheritance （意味着一个子类只能继承自一个类），更进一步限制程序设计的灵活性。

由于这些原因，Rust 采用了不同的方法来使用 trait 对象而不是继承。让我们看看 trait 对象如何在锈。

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