2022-02-11_星期五

读库2200

“桥梁书”是帮助读者去接近，理解核心价值的书。比如牛顿的书可能谁都看不懂或者看不下去，但我们可以看一本屋里科普书，能理解就行了。

这里我推荐一本科普书：从一到无穷大

绘本确实适合小孩，也适合成年人。它不仅仅是让成年人重温自己烂漫无邪的少年时代、童年时光，好的绘本一定是直通人性、普照人生的，不管是几岁小朋友的心灵，还是几十岁大人的精神世界。

阅读不只是让人掌握知识而已，而是要通过掌握这些知识，激发自己的创造力、想象力，包括知识迁移能力，如果没有对知识的这种迁移、嫁接、拿捏、整合的能力，学富五车也没什么用。

读书和学习时两件事。读书并不是在学习，不能把读书这件事定义为学习。

陈天 · Rust 编程第一课

比如数据结构实现了 Debug trait，那么当你想打印数据结构时，就可以用 {:?} 来打印；如果你的数据结构实现了 From<T>，那么，可以直接使用 into() 方法做数据转换。

常见 trait：

Clone / Copy trait，约定了数据被深拷贝和浅拷贝的行为；
Read / Write trait，约定了对 I/O 读写的行为；
Iterator，约定了迭代器的行为；
Debug，约定了数据如何被以 debug 的方式显示出来的行为；
Default，约定数据类型的缺省值如何产生的行为；
From / TryFrom，约定了数据间如何转换的行为。

Clone trait 有两个方法， clone() 和 clone_from() ，后者有缺省实现，所以平时我们只需要实现 clone() 方法即可。

Clone trait

clone() 和 clone_from() 区别：如果 a 已经存在，在 clone 过程中会分配内存，那么用 a.clone_from(&b) 可以避免内存分配，提高效率。

如果在你的数据结构里，每一个字段都已经实现了 Clone trait，你可以用 #[derive(Clone)]

Clone 是深度拷贝，栈内存和堆内存一起拷贝。

Copy trait

Copy trait 没有任何额外的方法，它只是一个标记 trait（marker trait）。

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pub trait Copy: Clone {}

如果要实现 Copy trait 的话，必须实现 Clone trait，然后实现一个空的 Copy trait。

这样的 trait 虽然没有任何行为，但它可以用作 trait bound 来进行类型安全检查，所以我们管它叫标记 trait。

（Rust 还支持其它几种标记 trait：Sized / Send / Sync / Unpin）

如果数据结构的所有字段都实现了 Copy，也可以用 #[derive(Copy)] 宏来为数据结构实现 Copy。

如果类型实现了 Copy，那么在赋值、函数调用的时候，值会被拷贝，否则所有权会被移动。

Drop trait

大部分场景无需为数据结构提供 Drop trait，系统默认会依次对数据结构的每个域做 drop。但有两种情况你可能需要手工实现 Drop：

希望在数据结束生命周期的时候做一些事情，比如记日志。
需要对资源回收的场景。编译器并不知道你额外使用了哪些资源，也就无法帮助你 drop 它们。

Copy trait 和 Drop trait 是互斥的，两者不能共存，当你尝试为同一种数据类型实现 Copy 时，也实现 Drop，编译器就会报错。

Sized trait

在使用泛型参数时，Rust 编译器会自动为泛型参数加上 Sized 约束。

如果开发者显式定义了 T: ?Sized，那么 T 就可以是任意大小。

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pub enum Cow<'a, B: ?Sized + 'a> where B: ToOwned,
{
    // 借用的数据
    Borrowed(&'a B),
    // 拥有的数据
    Owned(<B as ToOwned>::Owned),
}

B 可以是 [T] 或者 str 类型，大小都是不固定的。要注意 Borrowed(&'a B) 大小是固定的，因为它内部是对 B 的一个引用，而引用的大小是固定的。

Send / Sync

Send/Sync 是 Rust 并发安全的基础：

如果一个类型 T 实现了 Send trait，意味着 T 可以安全地从一个线程移动到另一个线程，也就是说所有权可以在线程间移动。
如果一个类型 T 实现了 Sync trait，则意味着 &T 可以安全地在多个线程中共享。
- 一个类型 T 满足 Sync trait，当且仅当 &T 满足 Send trait。

在线程安全中的作用：

如果一个类型 T: Send，那么 T 在某个线程中的独占访问是线程安全的；
如果一个类型 T: Sync，那么 T 在线程间的只读共享是安全的。

对于我们自己定义的数据结构，如果其内部的所有域都实现了 Send / Sync，那么这个数据结构会被自动添加 Send / Sync 。

标准库中，不支持 Send / Sync 的数据结构主要有：

裸指针 *const T / *mut T。
- 它们是不安全的，所以既不是 Send 也不是 Sync。
UnsafeCell<T> 不支持 Sync。
- 也就是说，任何使用了 Cell 或者 RefCell 的数据结构不支持 Sync。
引用计数 Rc 不支持 Send 也不支持 Sync。
- 所以 Rc 无法跨线程。

在多线程情况下，我们只能使用支持 Send/Sync 的 Arc ，和 Mutex 一起，构造一个可以在多线程间共享且可以修改的类型。

From / Into

对值类型的转换和对引用类型的转换，Rust 提供了两套不同的 trait：

值类型到值类型的转换：From<T> / Into<T> / TryFrom<T> / TryInto<T>
引用类型到引用类型的转换：AsRef<T> / AsMut<T>

在实现 From<T> 的时候会自动实现 Into<T>。

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// 实现 From 会自动实现 Into
impl<T, U> Into<U> for T where U: From<T> {
    fn into(self) -> U {
        U::from(self)
    }
}

需要的时候，不要去实现 Into<T>，只要实现 From<T> 就好了。

如果你的数据类型在转换过程中有可能出现错误，可以使用 TryFrom<T> 和 TryInto<T>，它们的用法和 From<T> / Into<T> 一样，只是 trait 内多了一个关联类型 Error，且返回的结果是 Result<T, Self :: Error>。

操作符相关

Rust 为所有的运算符都提供了 trait，你可以为自己的类型重载某些操作符。

Debug / Display

Debug 和 Display 两个 trait 的签名一样，都接受一个 &self 和一个 &mut Formatter。

Debug 是为开发者调试打印数据结构所设计的，而 Display 是给用户显示数据结构所设计的。
Debug trait 的实现可以通过派生宏直接生成，而 Display 必须手工实现。在使用的时候，Debug 用 {:?} 来打印，Display 用 {} 打印。

Default trait

Default trait 用于为类型提供缺省值。它也可以通过 derive 宏 #[derive(Default)] 来生成实现，前提是类型中的每个字段都实现了 Default trait。在初始化一个数据结构时，我们可以部分初始化，然后剩余的部分使用 Default::default()。

不同角度看延迟绑定：

数据结构是具体数据的延迟绑定
泛型结构是具体数据结构的延迟绑定
函数是一组实现某个功能的表达式的延迟绑定
泛型函数是函数的延迟绑定
trait 是行为的延迟绑定
- 我们可以在不知道具体要处理什么数据结构的前提下，先通过 trait 把系统的很多行为约定好。

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