深入探索 Rust 的高级 Traits

1. 关联类型：为 Trait 指定占位类型

在早期的章节中，我们了解了 trait 如何描述行为，而关联类型则能让我们在 trait 定义中预先声明一个占位类型，直到具体实现时再指定其具体类型。
例如，标准库中的 Iterator trait 使用了一个名为 Item 的关联类型，用于表示迭代器中元素的具体类型：

pub trait Iterator {type Item;fn next(&mut self) -> Option<Self::Item>;
}

在实现 Iterator 时，开发者需要指定 Item 的具体类型，这样我们在调用 next 方法时就不必每次都手动标注类型。相比于使用泛型参数，关联类型避免了为同一类型实现多次 trait 的问题，使得代码更加直观和易于维护。

2. 默认泛型类型参数与运算符重载

Rust 允许在 trait 定义中为泛型参数指定默认类型，这样在大多数情况下开发者无需显式指定泛型类型。
以标准库中的 Add trait 为例，它定义了默认的右侧操作数类型（Rhs = Self）：

trait Add<Rhs = Self> {type Output;fn add(self, rhs: Rhs) -> Self::Output;
}

通过这种方式，我们可以对像 Point 这样的自定义类型实现加法操作，而默认情况下两个相同类型的 Point 之间的加法操作不需要额外指定类型。如果需要对不同单位或类型之间进行运算（例如将 Millimeters 与 Meters 相加），我们可以通过显式指定泛型参数来实现定制化转换，从而实现灵活的运算符重载。

3. 完全限定语法：消除方法名称冲突

Rust 允许多个 trait 拥有相同名称的方法，并且类型本身也可以定义同名方法。这时就需要使用完全限定语法来消除歧义，告诉编译器调用哪个具体实现。
例如，我们定义了两个 trait：Pilot 与 Wizard，它们都提供一个名为 fly 的方法，而类型 Human 同时实现了这两个 trait，同时还定义了一个自身的 fly 方法。调用时：

默认情况下，person.fly() 会调用 Human 自己的方法；
若要调用某个 trait 中的 fly 方法，则需要写成：
```
Pilot::fly(&person);
Wizard::fly(&person);
```

对于没有 self 参数的关联函数，由于编译器无法根据参数类型推断调用哪种实现，此时必须使用完全限定语法，例如：

<<Dog as Animal>>::baby_name();

这样，Rust 就能够明确知道我们希望调用的是 Animal trait 在 Dog 上的实现。

4. 超级 Trait：在 Trait 中依赖其他 Trait

有时我们需要编写的 trait 依赖于另一个 trait 的功能，这种情况下就可以使用超级 trait。
例如，我们想定义一个 OutlinePrint trait，使得它能在打印时将内容用星号框住，而实现这个功能需要依赖 Display trait 提供的字符串输出能力。那么我们可以这样声明：

trait OutlinePrint: std::fmt::Display {fn outline_print(&self) {let output = self.to_string();let len = output.len();println!("{}", "*".repeat(len + 4));println!("*{}*", " ".repeat(len + 2));println!("* {} *", output);println!("*{}*", " ".repeat(len + 2));println!("{}", "*".repeat(len + 4));}
}

这样，只有实现了 Display 的类型才能自动拥有 OutlinePrint 的功能。如果尝试在没有实现 Display 的类型上实现 OutlinePrint，编译器会报错。

5. Newtype 模式：为外部类型实现 Trait

Rust 有一个孤儿规则：我们只能为当前 crate 中定义的类型或 trait 实现 trait。这就意味着我们不能直接为外部类型实现外部 trait。但可以使用newtype 模式来解决这个问题。
newtype 模式通过创建一个包含目标类型的元组结构体，使得这个新类型在当前 crate 中是本地类型，从而可以为它实现 trait。例如，我们无法直接为 Vec<T> 实现 Display，但可以通过包装成一个新类型 Wrapper：

struct Wrapper(Vec<String>);use std::fmt;impl fmt::Display for Wrapper {fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {write!(f, "[{}]", self.0.join(", "))}
}