与其用它语言一样Rust也支持泛型，这里记录仪一下泛型的用法、特别是关联类型associated type.
泛型系统
每种语言支持泛型的程度不一样，根据<<An Extended Comparative Study of Language
Support for Generic Programming>>的描述，语言对泛型的支持基本可以用下面的表来评评估：
依据这个表，我们可以归纳一下Rust的泛型功能。
rust 的泛型类型参数必须写在<>里，所以根据尖括号很容易区分类型参数，并且类型参数的写法遵循 [camel case]https://en.wikipedia.org/wiki/CamelCase)。
-
multi-type concepts
类型参数可以出现在struct, enum 以fn中。
image.png
泛型也可以出现在method上.
Rust支持使用多个泛型参数，代表两个不同的类型：
make_tuplepair<T, U>(a: T, b: U) -> (T, U) {
(a, b)
}
struct paIr<T,U>{
x:T,
y:U
}
无论是单参数，还是多参数，都可以增加对参数的约束：
fn find_max<T : PartialOrd> (list : &[T]) -> T {
let mut max = &list[0];
for &i in list.iter() {
if i > max {
max = &i;
}
}
max
}
要使用比较操作'>'，T必须实现PartialOrd（trait），否则系统在编译的时候会报错。
fn some_function<T:Display, U:clone>(t: T, u: U) -> i32
{
....
}
-
Multiple constaints
Rust允许泛型参数具有多个约束，以上面过find_max为例，我们将对list[0]引用改为move（去掉&），这时候我们需要增加额外的约束。
image.png
当泛型参数有多个约束时，通常使用where语句的方式表示：
image.png -
Associated type access
rust的关联类型与trait的泛型有关，允许trait 内部定义新类型。
关联类型使用Type在trait内部定义一个占位符，具体实现时声明占位符的类型。我们最常见的写法如下：
image.png
type 定义的Item只是一个类型占位符，在具体实现时声明Item的具体类型。
另外，与泛型相比较，可以提高代码的可读性，如下实现一个contain的类型， 需要在实现方法上注明具体类型，同时比较复杂的包含关系是，需要声明所有的泛型参数：
image.png
但如果改用关联类型，可读性就会大大提高：
image.png
但是关联类型与泛型还是存在重要的不同，来源于其声明方式：
//关联类型
impl Contains for Container {
}
//泛型
impl<i32,i32> Contains for Container {
}
关联类型的方式只能声明一次，而泛型可以声明多次，泛型可以对不同的具体类型进行声明，以上名的关联类型具体来看看泛型的声明：
image.png -
Constraints on associated type
这个Rust 中的关联类型也可以加限制，通过声明需要实现的trait来限制 ， 参考 关联类型定义。
An associated type declaration declares a signature for associated type definitions. It is written astype, then an identifier, and finally an optional list of trait bounds.
image.png
如上图， 在关联类型的具体实现时，需要type的具体类型满足同时实现Debug的限制。 Retroactive modeling
- type ailase
rust 通过Type 关键字来声明一个类型的别名：
语法：type Name = ExistingType;
type Meters = u32;
type Kilograms = u32;
let m: Meters = 3;
let k: Kilograms = 3;
assert_eq!(m, k);
类型别名的写法，类似于关联类型，实际上也确实有关联算是特殊一种类型别名(Associated types are type aliases associated with another type
)
Separate compilation
Implicit argument deduction
除了通过上面的不同标准来熟悉泛型在Rust中的应用，下面还还总结了一些没有在标准的功能，以及一些很特别的用法。
a. 泛型默认类型
这里Add<RHS = Self>是默认泛型类型参数，表示如果不显示指定泛型类型，就默认泛型类型为Self。
当使用泛型类型参数时，可以为泛型指定一个默认的具体类型。如果默认类型就足够的话，这消除了为具体类型实现 trait 的需要。为泛型类型指定默认类型的语法是在声明泛型类型时使用 <PlaceholderType=ConcreteType>。
b. rust 文档中提到的一种container的写法
trait Container {
type E;
fn empty() -> Self;
fn insert(&mut self, elem: Self::E);
}
impl<T> Container for Vec<T> {
type E = T;
fn empty() -> Vec<T> { Vec::new() }
fn insert2(&mut self, x: T) { self.push(x); }
}
上面这个容器的写法， Type 定义的关联类型在impl的时候仍是不知道的， 这样感觉扩展了关联类型的使用范围。
c. 幻影类型 Phantom Type
幻影类型，是不会存储任何数据，利用泛型约束的特点，用于编译期的检查等，不会影响运行期行为。 幻影类型和std::marker::PhantomData幻影数据一起使用，PhantomData作为标志符表示不存在的数据，只用来占位消费幻影类型。
// A phantom tuple struct which is generic over A with hidden parameter B.
struct PhantomTuple<A, B>(A,PhantomData<B>);
// A phantom type struct which is generic over A with hidden parameter B.
struct PhantomStruct<A, B> { first: A, phantom: PhantomData<B> }
如上，B是幻影类型，和PhantomData一切占位，实际不存储任何数据。
网上有一篇博客专门讲 Phantom Type， 提到了下面几种用法：
-
Compile time type check
如下图，
image.png -
Unused lifetime parameters
在写一些unsafe的代码(FFI,数据结构)，我们常会遇到在定义struct的时候type或者lifetime和struct 是逻辑是关联的,但却不是struct字段的一部分。列入如下代码， 只包含unsafe 指针，由于语法规范没有a，所以直接在struct字段上声明‘a会报错：
image.png
但是我们确实希望iter具有'a的声明周期，如同声明。这时候我们可以通关添加幻影类型，来实现。
image.png
这样，Iter的lifetime是 ‘a 也就是不能超过 ‘a 的生命周期. -
Unused type parameters
这里和上边的情况类似这次是FFI场景下,Rust也是禁止在struct中定义未使用的类型参数,这种情况用PhantomData进行包裹.下图也是网上其它博客给出的例子。
image.png
如上图代码， resource_type 实际上是一个拥有未定义类型R的站位属性字段。
Ownership and the drop check
虽然Rust中有各种规则保证声明周期管理，但事后有时候也不好用：
下面这个代码片段服务编译通过，因为编译器服务确定inspector, days谁的声明周期更长，如果day的生命周期短，inspector = Inspector(&days);就会造成空指针。
struct Inspector<'a>(&'a u8);
impl<'a> Drop for Inspector<'a> {
fn drop(&mut self) {
// 1. 因为无法确认days和inspector的生命周期到底谁长,如果days先被drop这里就会构成闲空指针
println!("I was only {} days from retirement!", self.0);
// 2. 现在的编译器还没有智能到能看出drop的方法实现即使不使用也不能通过编译
//println!("Just drop!");
}
}
fn main() {
let (inspector, days);
days = Box::new(1);
inspector = Inspector(&days);
}
rust里，struct内有生命周期参数的，要求使用生命周期的参数生命周期长于struct, 这样才不会造成空指针。
在上例中，Inspector生命有自己的drop方法和一个引用参数（&），而在main函数实例化时，我们看到这个引用参数是days。
上面的这份代码，编译的时候会报错，提示不能确定days的生命周期是否足够长，原因是这样的：
- let (inspector, days); inspector 在day的前面声明，根据rust的规则，一个scope的变量已声明的反序drop掉（当超出scope时）。所以，days会在inspector前面被drop掉。
- inspector = Inspector(&days);days作为引用参数传给了inspector， 这是后rust需要， days的声明周期长于inspector. 总结为：对于一个实现了Drop的范型类型对于它的范型参数必须严格的超过它
- 通过
#[may_dangle]明确指明不会去使用借用的数据
3。inspector 声明了自己的drop trait的实现，drop函数会在inspector被drop的时候调用。 但是问题来了， 编译器无法判断是否drop函数中有引用days。
所以当执行完inspector = Inspector(&days); 到达scope的终点时：rust开始先drop days；rust 在开始调用inspector的drop方法，开始 drop inspector。在这个方法里，如果引用了days的值 println!("I was only {} days from retirement!", self.0); 和显然就产生了空指针。
为了避免这个错误，rust的编译器在发现某个struct有自己实现drop, 并引用了统一作用范围的参数，该参数优先收回时，会自动报编译错误。
直接改上面这段错误的方式：
方法一. 移除自己实现的drop方法。
方法二. 修改变量定义顺序， let (days,inspector ); 满足：对于一个实现了Drop的范型类型对于它的范型参数必须严格的超过它
对于下面一个Vec类型：
struct Vec<T> {
data: *const T, // *const for variance!
len: usize,
cap: usize,
}
虽然没有’a 声明周期参数，检查也不会报错，但是drop检查器会认为Vec 并不拥有T, 两者之间不存在约束（声明周期约束），这就会导致可能在drop函数中访问到已经被析构的数据导致悬空指针（例如自己实现drop并访问T）. 这个问题可以通过PhantomData来解决这个问题：
另一重方式，是参考标准库中的Unique<T>工具类，它默认实现了上面的功能。
额外的参考：
