学习 Rust 的静态类型系统、特征（Traits）和泛型，对比 JavaScript 的动态类型系统

类型系统与特征

📖 学习目标

理解 Rust 的静态类型系统和特征系统，学会使用泛型和特征约束，对比 JavaScript 的动态类型系统。

🎯 类型系统对比

JavaScript 的动态类型

JavaScript 是动态类型语言，类型在运行时确定：

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Rust 的静态类型

Rust 是静态类型语言，类型在编译时确定：

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类型系统差异

静态 vs 动态: Rust 编译时检查类型，JavaScript 运行时检查
类型安全: Rust 防止类型错误，JavaScript 允许类型转换
性能: Rust 零成本抽象，JavaScript 有运行时开销
开发体验: Rust 编译时错误提示，JavaScript 运行时错误

🔧 特征（Traits）系统

特征定义与实现

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特征与 JavaScript 接口对比

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🔄 泛型编程

泛型函数和结构体

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特征约束和关联类型

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🎯 练习题

练习 1: 实现特征

为以下结构体实现 Display 和 Debug 特征：

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

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use std::fmt;

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

impl fmt::Display for Point {
    fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
        write!(f, "({}, {})", self.x, self.y)
    }
}

impl fmt::Debug for Point {
    fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
        write!(f, "Point {{ x: {}, y: {} }}", self.x, self.y)
    }
}

fn main() {
    let point = Point { x: 3.0, y: 4.0 };
    println!("显示: {}", point);
    println!("调试: {:?}", point);
}

练习 2: 泛型函数

创建一个泛型函数，可以比较两个值的大小：

查看答案

fn compare<T: PartialOrd>(a: &T, b: &T) -> std::cmp::Ordering {
    a.partial_cmp(b).unwrap_or(std::cmp::Ordering::Equal)
}

fn main() {
    let result1 = compare(&5, &3);
    println!("5 与 3 比较: {:?}", result1); // Greater
    
    let result2 = compare(&"apple", &"banana");
    println!("apple 与 banana 比较: {:?}", result2); // Less
    
    let result3 = compare(&3.14, &3.14);
    println!("3.14 与 3.14 比较: {:?}", result3); // Equal
}

练习 3: 特征对象

创建一个特征对象，可以存储不同类型的可打印对象：

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trait Printable {
    fn print(&self);
}

struct Book {
    title: String,
}

impl Printable for Book {
    fn print(&self) {
        println!("书: {}", self.title);
    }
}

struct Movie {
    title: String,
}

impl Printable for Movie {
    fn print(&self) {
        println!("电影: {}", self.title);
    }
}

fn main() {
    let items: Vec<Box<dyn Printable>> = vec![
        Box::new(Book { title: "Rust 编程".to_string() }),
        Box::new(Movie { title: "Rust 纪录片".to_string() }),
    ];
    
    for item in items {
        item.print();
    }
}

📝 总结

在这一章中，我们学习了 Rust 的类型系统和特征：

静态类型: Rust 在编译时检查类型，防止运行时错误
特征系统: 提供接口抽象，支持多态编程
泛型编程: 编写可重用的类型无关代码
特征约束: 限制泛型类型必须实现的特征
与 JavaScript 对比: 编译时安全 vs 运行时灵活性

关键要点

Rust 的类型系统提供编译时安全保障
特征系统是 Rust 多态的核心机制
泛型允许编写类型无关的通用代码
特征约束确保类型具有所需的行为

下一步学习

在下一章中，我们将学习 Rust 的错误处理机制，了解如何使用 Result 和 Option 类型。

继续学习: 错误处理与类型安全

类型系统与特征

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