关联函数与方法

简介

在本实验中，我们定义了一个带有关联函数 origin() 和 new() 的 Point 结构体，以及一个带有方法 area()、perimeter() 和 translate() 的 Rectangle 结构体。我们还引入了一个带有方法 destroy() 的 Pair 结构体。我们通过创建结构体实例并在其上调用相应的函数和方法来演示如何使用这些函数和方法。

注意：如果实验未指定文件名，你可以使用任何你想要的文件名。例如，你可以使用 main.rs，并通过 rustc main.rs &&./main 进行编译和运行。

关联函数与方法

有些函数与特定类型相关联。它们有两种形式：关联函数和方法。关联函数是在某个类型上定义的一般函数，而方法是在类型的特定实例上调用的关联函数。

struct Point {
    x: f64,
    y: f64,
}

// 实现块，所有 `Point` 的关联函数和方法都放在这里
impl Point {
    // 这是一个“关联函数”，因为这个函数与
    // 特定类型 `Point` 相关联。
    //
    // 关联函数不需要通过实例调用。
    // 这些函数通常用作构造函数。
    fn origin() -> Point {
        Point { x: 0.0, y: 0.0 }
    }

    // 另一个关联函数，接受两个参数：
    fn new(x: f64, y: f64) -> Point {
        Point { x: x, y: y }
    }
}

struct Rectangle {
    p1: Point,
    p2: Point,
}

impl Rectangle {
    // 这是一个方法
    // `&self` 是 `self: &Self` 的语法糖，其中 `Self` 是
    // 调用者对象的类型。在这种情况下 `Self` = `Rectangle`
    fn area(&self) -> f64 {
        // `self` 通过点运算符访问结构体字段
        let Point { x: x1, y: y1 } = self.p1;
        let Point { x: x2, y: y2 } = self.p2;

        // `abs` 是 `f64` 类型的一个方法，返回调用者的绝对值
        ((x1 - x2) * (y1 - y2)).abs()
    }

    fn perimeter(&self) -> f64 {
        let Point { x: x1, y: y1 } = self.p1;
        let Point { x: x2, y: y2 } = self.p2;

        2.0 * ((x1 - x2).abs() + (y1 - y2).abs())
    }

    // 这个方法要求调用者对象是可变的
    // `&mut self` 展开为 `self: &mut Self`
    fn translate(&mut self, x: f64, y: f64) {
        self.p1.x += x;
        self.p2.x += x;

        self.p1.y += y;
        self.p2.y += y;
    }
}

// `Pair` 拥有资源：两个堆分配的整数
struct Pair(Box<i32>, Box<i32>);

impl Pair {
    // 这个方法“消耗”调用者对象的资源
    // `self` 展开为 `self: Self`
    fn destroy(self) {
        // 解构 `self`
        let Pair(first, second) = self;

        println!("Destroying Pair({}, {})", first, second);

        // `first` 和 `second` 超出作用域并被释放
    }
}

fn main() {
    let rectangle = Rectangle {
        // 使用双冒号调用关联函数
        p1: Point::origin(),
        p2: Point::new(3.0, 4.0),
    };

    // 使用点运算符调用方法
    // 注意第一个参数 `&self` 是隐式传递的，即
    // `rectangle.perimeter()` 等同于 `Rectangle::perimeter(&rectangle)`
    println!("Rectangle perimeter: {}", rectangle.perimeter());
    println!("Rectangle area: {}", rectangle.area());

    let mut square = Rectangle {
        p1: Point::origin(),
        p2: Point::new(1.0, 1.0),
    };

    // 错误！`rectangle` 是不可变的，但这个方法需要一个可变对象
    //rectangle.translate(1.0, 0.0);
    // TODO ^ 尝试取消注释这一行

    // 可以！可变对象可以调用可变方法
    square.translate(1.0, 1.0);

    let pair = Pair(Box::new(1), Box::new(2));

    pair.destroy();

    // 错误！之前的 `destroy` 调用“消耗”了 `pair`
    //pair.destroy();
    // TODO ^ 尝试取消注释这一行
}

总结

恭喜你！你已经完成了“关联函数与方法”实验。你可以在 LabEx 中练习更多实验来提升你的技能。