如何解决 Rust 中缺少抽象类的问题？

Question

假设我有一个与数据成员密切相关的通用逻辑以及一段抽象逻辑。如何在不为每个实现重写相同代码的情况下用 Rust 类型编写它？

这是我可能在 Scala 中编写的内容的一个玩具示例。请注意，抽象类具有依赖于数据成员name和抽象逻辑的具体逻辑formatDate()。

abstract class Greeting(name: String) {
  def greet(): Unit = {
    println(s"Hello $name\nToday is ${formatDate()}.")
  }

  def formatDate(): String
}

class UsaGreeting(name: String) extends Greeting {
  override def formatDate(): String = {
    // somehow get year, month, day
    s"$month/$day/$year"
  }
}

class UkGreeting(name: String) extends Greeting {
  override def formatDate(): String = {
    // somehow get year, month, day
    s"$day/$month/$year"
  }
}

这只是一个玩具示例，但我现实生活中的限制是：

• 我有几个数据成员 - 不仅仅是一个 ( name)。
• 每个子类都有相同的复杂方法，这些方法依赖于特定于子类的那些数据成员和抽象函数。
• 对于良好的 API 设计，重要的是实现structs 继续保存所有这些数据成员和复杂的方法。

以下是我的一些不太令人满意的想法，它们可以使这项工作在 rust 中发挥作用：

• 我可能需要一个get_name()关于每个实现都需要的特征的方法。但这似乎不必要地冗长，如果 getter 没有被内联，也可能会导致性能下降。
• 我可以完全避免使用 rust 特征，而是使用实现缺少的抽象逻辑的附加数据成员创建结构。但这使得抽象逻辑在编译时不可用，并且肯定会导致性能下降。
• 我可以再次完全避免使用 rust trait，而是使用泛型创建一个结构，其关联函数完成抽象逻辑。到目前为止，这是我最好的想法，但是使用泛型来填充缺失的逻辑感觉是错误的。

我对这些想法并不完全满意，那么在 rust 中是否有更好的方法来将抽象逻辑与依赖于数据成员的具体逻辑混合？

Answer 1

正如您所注意到的，Rust 不是围绕类分类原则构建的，因此设计通常是不同的，您不应该尝试在 Rust 中模拟 OO 语言。

您提出了一个非常笼统的问题，但有很多具体案例需要不同的解决方案。

很多时候，当您想使用 OO 语言来定义类的对象时，您会使用 trait 来指定 Rust 中结构行为的某些方面。

在您的特定情况下，假设正确的解决方案不应该涉及参数化或 i18n 实用程序，我可能会同时使用组合和枚举来迎接：

pub struct Greeting {
    name: String,
    greeter: Greeter;
}
impl Greeting {
    pub fn greet(&self) -> String {
        // use self.greeter.date_format() and self.name
    }
}

pub enum Greeter {
    USA,
    UK,
}
impl Greeter {
    fn date_format(&self) -> &'static str {
        match self {
           USA => ...,
           UK => ...,
        }
    }    
}

您的复合实现只需在需要时打开变体。

（请注意，在这种情况下，我不会编写实现，因为性能问题可能会调用 Rust 进行不同的设计，而不是动态解释的模式，但这会使我们远离您的问题）

Answer 2

最通用的解决方案似乎是我最初的第三个要点：而不是特征，而是使用泛型创建一个结构，其相关函数完成功能。

对于最初的玩具Greeting示例，丹尼斯的答案可能是最好的。但解决主要问题的更通用的解决方案是：

trait Locale {
  pub fn format_date() -> String;
}

pub struct Greeting<LOCALE: Locale> {
  name: String,
  locale: PhantomData<LOCALE>, // needed to satisfy compiler
}

impl<LOCALE: Locale> Greeting<LOCALE> {
  pub fn new(name: String) {
    Self {
      name,
      locale: PhantomData,
    }
  }

  pub fn greet() {
    format!("Hello {}\nToday is {}", self.name, LOCALE::format_date());
  }
}

pub struct UsaLocale;

impl Locale for UsaLocale {
  pub fn format_date() -> {
    // somehow get year, month, day
    format!("{}/{}/{}", month, day, year)
  };
}

pub type UsaGreeting = Greeting<UsaLocale>;
pub type UkGreeting = ...