Traitها و Genericها در Rust

Traits و Genericها در Rust

Rust با ترکیب Traits (ویژگی‌ها) و Genericها (نوع‌های کلی)، قابلیت نوشتن کدی قابل‌توسعه، قابل‌استفاده مجدد و ایمن را فراهم می‌کند. این مفاهیم پایه‌ای در برنامه‌نویسی تابع‌محور و شیءگرای Rust هستند. در این بخش با تعریف و استفاده از Traitها، جنریک‌ها در توابع و ساختارها، Trait Boundها و Derive Macros آشنا می‌شویم.

مقدمه‌ای بر Traitها

Trait در Rust مشابه interface در زبان‌هایی مانند Java یا TypeScript است. Trait مجموعه‌ای از متدهایی است که یک نوع باید پیاده‌سازی کند تا آن Trait را داشته باشد.

تعریف یک Trait:

trait Greet {
 fn say_hello(&self);
}

پیاده‌سازی Trait:

struct Person {
 name: String,
}
impl Greet for Person {
 fn say_hello(&self) {
 println!("سلام، من {} هستم", self.name);
 }
}
fn main() {
 let p = Person { name: "Ali".to_string() };
 p.say_hello();
}

Traitها به ما اجازه می‌دهند که رفتار مشترک را برای نوع‌های مختلف تعریف کنیم.

Generic Types در Struct و Function

با Genericها می‌توانیم کدی بنویسیم که با چند نوع مختلف کار کند، بدون نیاز به تکرار.

جنریک در توابع:

fn print_twice(item: T) {
 println!("{:?} {:?}", item, item);
}

- T یک نوع کلی است.

- با Trait Bound مثل Debug محدود شده که فقط برای نوع‌هایی که Debug را پیاده‌سازی کرده‌اند مجاز است.

جنریک در Structها:

struct Point {
 x: T,
 y: T,
}
fn main() {
 let p1 = Point { x: 1, y: 2 };
 let p2 = Point { x: 1.5, y: 2.7 };
}

می‌توان از جنریک برای ساختارهای پیچیده‌تر و توابع ترکیبی هم استفاده کرد.

Trait Bounds

گاهی می‌خواهیم جنریک‌هایی بنویسیم که تنها نوع‌هایی را قبول کنند که خاصیت خاصی داشته باشند. این کار با Trait Bound انجام می‌شود.

مثال:

fn describe(item: T) {
 println!("مقدار: {}", item);
}

همچنین می‌توان از چند Trait استفاده کرد:

fn process(item: T) {
 let copy = item.clone();
 println!("{:?}", copy);
}

Trait Bound به صورت where:

برای خوانایی بیشتر:

fn describe(item: T)
where
 T: std::fmt::Display,
{
 println!("مقدار: {}", item);
}

Derive Macros (مانند Debug، Clone)

Rust برای بسیاری از Traitهای متداول، قابلیت خودکارسازی پیاده‌سازی دارد. با استفاده از #[derive(...)] می‌توان پیاده‌سازی را به کامپایلر سپرد.

مثال:

#[derive(Debug, Clone)]
struct User {
 name: String,
 age: u8,
}
fn main() {
 let user = User {
 name: "Sara".to_string(),
 age: 30,
 };
 println!("{:?}", user); // چون Debug داریم
 let copy = user.clone(); // چون Clone داریم
}

Traitهایی مانند Debug, Clone, PartialEq, Eq, PartialOrd, Ord, Default و... قابل استفاده هستند.

جمع‌بندی

در این بخش یاد گرفتیم:

- چطور با Traitها رفتارهای مشترک تعریف کنیم.

- با استفاده از Genericها توابع و ساختارهای چندمنظوره بنویسیم.

- چگونه با Trait Boundها مشخص کنیم که چه نوع‌هایی مجازند.

- و چطور با Derive Macros مثل #[derive(Debug)] کار را ساده‌تر کنیم.

در بخش بعدی وارد مباحث سطح پایین‌تری مثل Smart Pointerها و حافظه Unsafe خواهیم شد.