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Rust OO:多态与继承

学习编程语言的最好方式最反复练习。

最近在用 Rust 重写 VSCode-Textmate 库:scie。原有的代码中,大量地使用了 OO 相关的东西,而 Rust 要实现 OO 也需要一些奇技淫巧,而我本身对 Rust 也不是非常熟练,所以我写了这一篇笔记来记录如何实现一个复杂的 OO 场景。

至于 Rust 是不是 OO 语言,这个场景我不擅长讨论,我只是需要一个使用 Rust 实现 OO 的场景。不过呢,引用 Rust 官方文档对于 Rust OO 的介绍中,的 GOF 的引用部分:

面向对象的程序是由对象组成的。一个对象包含数据和操作这些数据的过程。这些过程通常被称为方法或操作。

PS:我使用 Rust 的时间并不长,里面一些对于相关的描述并非非常准确,如果有不合理地地方,欢迎读者指正。

在这个场景下,主要是通过:

  1. Struct 共享数据结构
  2. Trait 定义行为
  3. Enum 获取实例

简单来说,就是要在 Rust 的继承里,类要被拆分两部分 struct 和 trait,即数据和行为。当我们需要值的时候,从 struct 中获取,当我们需要方法调用、使用时,使用 trait。

场景说明

这个场景之下,我们一些语法规则,如(懒得打了,复制一下):

pub enum RuleEnum {
    BeginEndRule(BeginEndRule),
    BeginWhileRule(BeginWhileRule),
    CaptureRule(CaptureRule),
    MatchRule(MatchRule),
    EmptyRule(EmptyRule),
    IncludeOnlyRule(IncludeOnlyRule),
}

他们都需要相同的数据结构 Rule 和相同的行为 AbstractRule。然后在消费这些 Rule 的过程中,需要根据条件取到 Rule 实例,并调用特定的方法。

Struct 共享数据结构

首先,来看一下我们的 Rule struct

#[derive(Clone, Debug, Serialize)]
pub struct Rule {
    pub _type: String,
    pub _location: Option<ILocation>,
    pub id: i32,
    pub _name: Option<String>,
    pub _content_name: Option<String>,
}

对应的每个 Rule 实现,都会使用这个 Rule struct 以实现数据共享:

#[derive(Clone, Debug, Serialize)]
pub struct BeginEndRule {
    #[serde(flatten)]
    pub rule: Rule,
    pub _begin: RegExpSource,
    pub begin_captures: Vec<Box<dyn AbstractRule>>,
    ...
}

这里的 #[serde(flatten)] 是用于 JSON 序列化的时候,进行扁平化操作。

嗯,就这一点上来说,这里并没有什么特定之处。

Trait 定义行为

接着,我们使用 Trait 来实现的行为:

pub trait AbstractRule: DynClone + erased_serde::Serialize {
    fn id(&self) -> i32;
    fn type_of(&self) -> String;
    fn display(&self) -> String {
        String::from("AbstractRule")
    }
    fn get_rule(&self) -> Rule;
    fn get_rule_instance(&self) -> RuleEnum;
        ...

为了实现子类的可复制和可序列化,我使用了 dyn-cloneerased_serde 来实现对应的操作。然后,先让我们看个获取 id() 的接口的实现:

impl AbstractRule for BeginEndRule {
    fn id(&self) -> i32 {
        self.rule.id
    }
    fn type_of(&self) -> String {
        String::from(self.rule.clone()._type)
    }
    fn get_rule(&self) -> Rule {
        self.rule.clone()
    }

嗯,对,我们就是直接去 Rule 里面的值。

所以,其实继承就是这么简单。

Enum 获取实例

随后,在我们的开发过程中,还需要获取真正的 Rule 实现,所以:

1.我们可以定义一个 Rule 相关的枚举:

#[derive(Clone, Debug, Serialize)]
pub struct Rule {
    pub _type: String,
    pub _location: Option<ILocation>,
    pub id: i32,
    pub _name: Option<String>,
    pub _content_name: Option<String>,
}

2.在 Trait 中创建接口来返回对应的枚举值:

fn get_rule_instance(&self) -> RuleEnum {
    RuleEnum::BeginEndRule(self.clone())
}

3.使用它们:

match capture_rule.get_rule_instance() {
    RuleEnum::CaptureRule(capture) => {

    }
    _ => {}
}

嗯,流程大概就是这样了。

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Phodal Huang

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出版有《前端架构:从入门到微前端》、《自己动手设计物联网》、《全栈应用开发:精益实践》

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