6.3 特征（trait）定义与实现

特征（trait）是 Rust 中用于定义共享行为的机制。它类似于其他语言中的“接口”或“协议”，但功能更强大且与泛型深度集成。通过 trait，你可以抽象出不同类型共有的方法签名，并为具体类型提供实现，从而支持多态和代码复用。

定义 trait

使用 trait 关键字定义一个特征。例如，定义一个描述可概括行为的 Summary trait：

trait Summary {
    fn summarize(&self) -> String;
}

该 trait 声明了一个名为 summarize 的方法，任何实现此 trait 的类型都必须提供该方法的具体实现。

为类型实现 trait

使用 impl Trait for Type 语法为某个类型实现 trait。例如，为自定义结构体 NewsArticle 实现 Summary：

struct NewsArticle {
    headline: String,
    location: String,
}

impl Summary for NewsArticle {
    fn summarize(&self) -> String {
        format!("{}, published in {}", self.headline, self.location)
    }
}

同样可以为另一个类型 Tweet 实现：

struct Tweet {
    username: String,
    content: String,
}

impl Summary for Tweet {
    fn summarize(&self) -> String {
        format!("{}: {}", self.username, self.content)
    }
}

现在，NewsArticle 和 Tweet 都具备了 summarize 方法，尽管其实现不同。

默认实现

trait 中的方法可以提供默认实现，这样实现者可以选择性地重写：

trait Summary {
    fn summarize(&self) -> String {
        String::from("(Read more...)")
    }
}

如果某个类型不需要自定义摘要，可以直接使用默认版本，无需在 impl 块中写任何内容。

也可以在实现时覆盖默认行为：

impl Summary for NewsArticle {
    // 使用自定义实现，忽略默认
    fn summarize(&self) -> String {
        // ...
    }
}

trait 的限制

• 只能为当前 crate 中定义的类型实现外部 trait（如 Display），或为任意类型实现当前 crate 中定义的 trait。这称为“孤儿规则”（orphan rule），用于防止冲突。
• 不能为基本类型（如 i32）实现外部 crate 定义的 trait，除非你的 crate 定义了该类型或该 trait。

派生 trait

某些标准库 trait（如 Debug、Clone、PartialEq）可以通过 #[derive] 自动实现：

#[derive(Debug, Clone, PartialEq)]
struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
}

这样就无需手动编写 impl Debug for Point 等代码。

小结

trait 是 Rust 抽象能力的核心。它允许你定义行为契约，并让不同类型以各自的方式履行该契约。结合泛型，trait 还可用于约束类型参数（即 trait bounds），使得泛型函数既能通用又安全。理解如何定义和实现 trait，是构建灵活、可扩展 Rust 代码的关键一步，也为后续学习 trait 作为参数、动态分发和生命周期约束打下基础。