类型系统中的几个常见 Trait - Into/From 及其在 String 和 &str 互转上的应用
std::convert
下面,有两个 Trait,Into/From
,它们是一对孪生姐妹。它们的作用是配合泛型,进行一些设计上的归一化处理。
它们的基本形式为: From<T>
和 Into<T>
。
From
对于类型为 U
的对象 foo
,如果它实现了 From<T>
,那么,可以通过 let foo = U::from(bar)
来生成自己。这里,bar
是类型为 T
的对象。
下面举一例,因为 String
实现了 From<&str>
,所以 String
可以从 &str
生成。
let string = "hello".to_string();
let other_string = String::from("hello");
assert_eq!(string, other_string);
Into
对于一个类型为 U: Into<T>
的对象 foo
,Into
提供了一个函数:.into(self) -> T
,调用 foo.into()
会消耗自己(转移资源所有权),生成类型为 T
的另一个新对象 bar
。
这句话,说起来有点抽象。下面拿一个具体的实例来辅助理解。
fn is_hello<T: Into<Vec<u8>>>(s: T) {
let bytes = b"hello".to_vec();
assert_eq!(bytes, s.into());
}
let s = "hello".to_string();
is_hello(s);
因为 String
类型实现了 Into<Vec<u8>>
。
下面拿一个实际生产中字符串作为函数参数的例子来说明。
在我们设计库的 API
的时候,经常会遇到一个恼人的问题,函数参数如果定为 String
,则外部传入实参的时候,对字符串字面量,必须要做 .to_string()
或 .to_owned()
转换,参数一多,就是一件又乏味又丑的事情。(而反过来设计的话,对初学者来说,又会遇到一些生命周期的问题,比较麻烦,这个后面论述)
那存不存在一种方法,能够使传参又能够接受 String
类型,又能够接受 &str
类型呢?答案就是泛型。而仅是泛型的话,太宽泛。因此,标准库中,提供了 Into<T>
来为其做约束,以便方便而高效地达到我们的目的。
比如,我们有如下结构体:
struct Person {
name: String,
}
impl Person {
fn new (name: String) -> Person {
Person { name: name }
}
}
我们在调用的时候,是这样的:
let name = "Herman".to_string();
let person = Person::new(name);
如果直接写成:
let person = Person::new("Herman");
就会报类型不匹配的错误。
好了,下面 Into
出场。我们可以定义结构体为
struct Person {
name: String,
}
impl Person {
fn new<S: Into<String>>(name: S) -> Person {
Person { name: name.into() }
}
}
然后,调用的时候,下面两种写法都是可以的:
fn main() {
let person = Person::new("Herman");
let person = Person::new("Herman".to_string());
}
我们来仔细分析一下这一块的写法
impl Person {
fn new<S: Into<String>>(name: S) -> Person {
Person { name: name.into() }
}
}
参数类型为 S
, 是一个泛型参数,表示可以接受不同的类型。S: Into<String>
表示 S
类型必须实现了 Into<String>
(约束)。而 &str
类型,符合这个要求。因此 &str
类型可以直接传进来。
而 String
本身也是实现了 Into<String>
的。当然也可以直接传进来。
然后,下面 name: name.into()
这里也挺神秘的。它的作用是将 name
转换成 String
类型的另一个对象。当 name 是 &str
时,它会转换成 String
对象,会做一次字符串的拷贝(内存的申请、复制)。而当 name 本身是 String
类型时,name.into()
不会做任何转换,代价为零(有没有恍然大悟)。
根据参考资料,上述内容通过下面三式获得:
impl<'a> From<&'a str> for String {}
impl<T> From<T> for T {}
impl<T, U> Into<U> for T where U: From<T> {}
更多内容,请参考:
- http://doc.rust-lang.org/std/convert/trait.Into.html
- http://doc.rust-lang.org/std/convert/trait.From.html
- http://hermanradtke.com/2015/05/06/creating-a-rust-function-that-accepts-string-or-str.html