Rust的面向对象编程特性-面向对象语言的特征

对象包含数据和行为

The Gang of Four，它是面向对象编程模式的目录。它这样定义面向对象编程：

面向对象的程序是由对象组成。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。

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块提供了在结构本和枚举之上的方法。虽然带有方法的结构体和枚举并不被称为对象，但是他们提供了与对象相同的功能。

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。

可以使用pub关键字来决定模块、类型、函数和方法是公有的，而默认情况下其它一切都是私有的。

示例1有AveragedCollection结构体的定义，文件名：src/lib.rs：

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被从列表删除时，也会同时更新平均值。可以通过在结构体上实现add、remove、average方法做到这一点。如示例2所示：

impl AveragedCollection {
    //类似构造函数(关联函数, associated functions)
    pub fn build_averaged(list: Vec<i32>, average: f64) -> AveragedCollection {
        AveragedCollection {
            list,
            average,
        }
    }

    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;
    }
}

list和average是私有的，所以没有其它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。

如果封装是一个语言被认为是面向对象语言所必要的方面的话，那么Rust满足这个要求。在代码中不同的部分使用pub与否可以封装其实现细节。

继承，作为类型系统与代码共享

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的定义，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对象语言的话，那么Rust就不是面向对象的。无法定义一个结构体继承父结构体的成员和方法。然而，Rust也提供了其它的解决方案。

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。相反Rust代码可以使用默认trait方法实现来进行共享。
• 第二个是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方法。这也被称为多态(polymorphism)，这意味着如果多称对象共享特定的属性，则可以相互替代使用。

多态（Polymorphism）
很多人将多态描述为继承的同义词。不过它是一个有关可以用于多种类型的代码的更广泛的概念。对于继承来说，这些类型通常是子类。 Rust 则通过泛型来对不同的可能类型进行抽象，并通过 trait bounds 对这些类型所必须提供的内容施加约束。这有时被称为 bounded parametric polymorphism。

近来继承作为一种语言设计的解决方案在很多语言中失宠了，因为其时常带有共享多于所需的代码的风险。子类不应总是共享其父类的所有特征，但是继承却始终如此。如此会使程序设计更为不灵活，并引入无意义的子类方法调用，或由于方法实际并不适用于子类而造成错误的可能性。某些语言还只允许子类继承一个父类，进一步限制了程序设计的灵活性。
因为这些原因，Rust 选择了一个不同的途径，使用 trait 对象而不是继承。