【Rust】——【面向对象语言的特征】

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    关于一个语言被称为面向对象所需的功能，在编程社区内并未达成一致意见。Rust 被很多不同的编程范式影响，包括面向对象编程；比如第十三章提到了来自函数式编程的特性。面向对象编程语言所共享的一些特性往往是对象、封装和继承。让我们看一下这每一个概念的含义以及 Rust 是否支持它们。

🎯对象包含数据和行为

它这样定义面向对象编程：

    在这个定义下，Rust 是面向对象的：结构体和枚举包含数据而 

impl

块提供了在结构体和枚举之上的方法。虽然带有方法的结构体和枚举并不被 称为 对象，但是它们提供了与对象相同的功能，参考 The Gang of Four 中对象的定义。

🎯封装隐藏了实现细节

    另一个通常与面向对象编程相关的方面是 **封装**（*encapsulation*）的思想：对象的实现细节不能被使用对象的代码获取到。所以唯一与对象交互的方式是通过对象提供的公有 API；使用对象的代码无法深入到对象内部并直接改变数据或者行为。封装使得改变和重构对象的内部时无需改变使用对象的代码。

    结构体也可以有一个字段，该字段保存了 vector 中所有值的平均值。这样，希望知道结构体中的 vector 的平均值的人可以随时获取它，而无需自己计算。换句话说，

AveragedCollection

会为我们缓存平均值结果。

pub struct AveragedCollection {
    list: Vec<i32>,
    average: f64,
}

    注意，结构体自身被标记为 

pub

，这样其他代码就可以使用这个结构体，但是在结构体内部的字段仍然是私有的。这是非常重要的，因为我们希望保证变量被增加到列表或者被从列表删除时，也会同时更新平均值。

impl AveragedCollection {
    pub fn add(&mut self, value: i32) {
        self.list.push(value);
        self.update_average();
    }

    pub fn remove(&mut self) -> Option<i32> {
        let result = self.list.pop();
        match result {
            Some(value) => {
                self.update_average();
                Some(value)
            }
            None => None,
        }
    }

    pub fn average(&self) -> f64 {
        self.average
    }

    fn update_average(&mut self) {
        let total: i32 = self.list.iter().sum();
        self.average = total as f64 / self.list.len() as f64;
    }
}

    公有方法 

add

、

remove

和

average

是修改

AveragedCollection

实例的唯一方式。当使用

add

方法把一个元素加入到

list

或者使用

remove

方法来删除时，这些方法的实现同时会调用私有的

update_average

方法来更新

average

字段。

  list

和

average

是私有的，所以没有其他方式来使得外部的代码直接向

list

增加或者删除元素，否则

list

改变时可能会导致

average

字段不同步。

average

方法返回

average

字段的值，这使得外部的代码只能读取

average

而不能修改它。

    因为我们已经封装好了 

AveragedCollection

的实现细节，将来可以轻松改变类似数据结构这些方面的内容。例如，可以使用

HashSet<i32>

代替

Vec<i32>

作为

list

字段的类型。只要

add

、

remove

和

average

公有函数的签名保持不变，使用

AveragedCollection

的代码就无需改变。相反如果使得

list

为公有，就未必都会如此了：

HashSet<i32>

和

Vec<i32>

使用不同的方法增加或移除项，所以如果要想直接修改

list

的话，外部的代码可能不得不做出修改。

🎯继承，作为系统与代码共享

** 继承*（Inheritance*）是一个很多编程语言都提供的机制，一个对象可以定义为继承另一个对象定义中的元素，这使其可以获得父对象的数据和行为，而无需重新定义。

    如果一个语言必须有继承才能被称为面向对象语言的话，那么 Rust 就不是面向对象的。因为没有宏则无法定义一个结构体继承父结构体的成员和方法。

    然而，如果你过去常常在你的编程工具箱使用继承，根据你最初考虑继承的原因，Rust 也提供了其他的解决方案。

    选择继承有两个主要的原因。第一个是为了重用代码：一旦为一个类型实现了特定行为，继承可以对一个不同的类型重用这个实现。Rust 代码中可以使用默认 trait 方法实现来进行有限的共享，在示例 10-14 中我们见过在 

Summary

trait 上增加的

summarize

方法的默认实现。任何实现了

Summary

trait 的类型都可以使用

summarize

方法而无须进一步实现。这类似于父类有一个方法的实现，而通过继承子类也拥有这个方法的实现。当实现

Summary

trait 时也可以选择覆盖

summarize

的默认实现，这类似于子类覆盖从父类继承的方法实现。

    第二个使用继承的原因与类型系统有关：表现为子类型可以用于父类型被使用的地方。这也被称为 **多态**（*polymorphism*），这意味着如果多种对象共享特定的属性，则可以相互替代使用。