11、Rust 中的泛型与特性：代码复用与多态的利器

Rust 中的泛型与特性：代码复用与多态的利器

1. 泛型编程概述

从高级编程语言诞生之初，语言设计者就一直在追求更好的抽象，以实现代码复用。最初的代码复用方式是函数，函数能将一系列指令封装在一个命名实体中，可多次调用，还能接受参数，降低代码复杂度并提高可读性。

然而，函数的复用能力有限。例如，若有一个计算整数列表平均值的 avg 函数，当需要计算浮点数列表的平均值时，通常要创建一个新函数。若还要处理双精度浮点数列表，又得再写一个函数。这种仅因参数类型不同而重复编写函数的做法，浪费了程序员的时间。

为减少这种重复，泛型编程的概念应运而生。泛型编程允许编写能接受多种类型的代码，如泛型函数。泛型编程仅适用于静态类型编程语言，最早出现在 ML 语言中。动态语言（如 Python）使用鸭子类型，API 根据参数的行为而非类型来处理，因此不依赖泛型。泛型是语言设计的一部分，有助于实现代码复用和“不要重复自己”（DRY）原则。

2. 泛型类型与单态化

使用泛型编程技术，可编写带有类型占位符的算法、函数、方法和类型，并指定类型变量（通常用单个字母，如 T、K 或 V）。编译器会在代码实例化时填充实际类型，这些类型称为泛型类型或项。类型上的单个字母符号（如 T）称为泛型类型参数，使用或实例化泛型项时，它们会被具体类型（如 u32）替代。

每次使用具体类型实例化泛型项时，编译器会生成该代码的专用副本，将类型变量 T 替换为具体类型，这个过程称为单态化，与多态函数相反。

以 Rust 标准库中的 Vec<T> 类型为例，其定义如下：