在学习Rust过程中突然想到怎么实现继承，特别是用于代码复用的继承，于是在网上查了查，发现不是那么简单的。
C++的继承
首先看看c++中是如何做的。
例如要做一个场景结点的Node类和一个Sprite类继承它。
定义一个node基类
struct Node {
float x;
float y;
void move_to(float x, float y) {
this->x = x;
this->y = y;
}
virtual void draw() const {
printf("node: x = %f, y = %f\n", x, y);
}
};
再定义一个子类Sprite，重载draw方法:
struct Sprite: public Node {
virtual void draw() const {
printf("sprite: x = %f, y = %f\n", x, y);
}
};
可以把sprite作为一个Node来使用，并且可以重用Node中的move_to函数：
Node* sprite = new Sprite();
sprite->move_to(10, 10);
sprite->draw();
Rust中的继承
现在要用Rust做同样的事。定义一个Node基类：
struct Node {
x: f32,
y: f32,
}
impl Node {
fn draw(&self) {
println!("node: x={}, y={}", self.x, self.y)
}
fn move_to(&mut self, x: f32, y: f32) {
self.x = x;
self.y = y;
}
}
定义子类的时候我们遇到了麻烦：Rust里struct是不能继承的！
struct Sprite: Node;
这么写会报错：
error: `virtual` structs have been removed from the language
virtual struct是什么东西？原来Rust曾经有一个virtual struct的特性可以使struct继承另一个struct，但是被删掉了:(
RFC在这里。现在Rust的struct是不能继承的了。
使用 trait
Rust 里的 trait 是类似于 java 里 interface，可以继承的。我们把 Node 定义为 trait。
trait Node {
fn move_to(&mut self, x: f32, y: f32);
fn draw(&self);
}
但我们发现没有办法在 Node 中实现 move_to 方法，因为 trait 中不能有成员数据：x, y。
那只好在每个子类中写各自的方法实现，例如我们需要一个空Node类和一个Sprite类:
struct EmptyNode {
x: f32,
y: f32,
}
impl Node for EmptyNode {
fn draw(&self) {
println!("node: x={}, y={}", self.x, self.y)
}
fn move_to(&mut self, x: f32, y: f32) {
self.x = x;
self.y = y;
}
}
struct Sprite {
x: f32,
y: f32,
}
impl Node for Sprite {
fn draw(&self) {
println!("sprite: x={}, y={}", self.x, self.y)
}
fn move_to(&mut self, x: f32, y: f32) {
self.x = x;
self.y = y;
}
}
是不是觉得有大量代码重复了？Sprite只需要重写 draw方法，但要把所有方法都实现一遍。如果要实现很多种 Node，每种都要实现一遍，那就要写吐血了。
组合
组合是一个代码重用的好方法。要重用代码时，组合而且比继承更能体现“has-a”的关系。我们把 Node 重新定义为之前的 struct 基类，然后把 Node 放在 Sprite 中：
struct Node {
x: f32,
y: f32,
}
impl Node {
fn draw(&self) {
println!("node: x={}, y={}", self.x, self.y)
}
fn move_to(&mut self, x: f32, y: f32) {
self.x = x;
self.y = y;
}
}
struct Sprite {
node: Node
}
impl Sprite {
fn draw(&self) {
println!("sprite: x={}, y={}", self.node.x, self.node.y)
}
fn move_to(&mut self, x: f32, y: f32) {
self.node.move_to(x, y);
}
}
清爽了不少，美中不足的是还不能省略 move_to 方法，还要手动写一遍，简单调用 Node 中的同名方法。
组合和继承还有一些不同的，比如不能把 Sprite 转型为 Node。
Deref & DerefMut trait
std::ops::Deref 用于重载取值运算符: *。这个重载可以返回其他类型，正好可以解决组合中不能转换类型的问题。
在这个例子中，由于 move_to 的 self 可变的，所以要实现 Deref 和 DerefMut
struct Sprite {
node: Node
}
impl Sprite {
fn draw(&self) {
println!("sprite: x={}, y={}", self.node.x, self.node.y)
}
}
impl Deref for Sprite {
type Target = Node;
fn deref<'a>(&'a self) -> &'a Node {
&self.node
}
}
impl DerefMut for Sprite {
fn deref_mut<'a>(&'a mut self) -> &'a mut Node {
&mut self.node
}
}
之后就可以把 &Sprite 转换为 &Node
let mut sprite = Sprite{ node: Node { x: 10.0, y: 20.0 } };
let mut sprite_node: &mut Node = &mut sprite;
sprite_node.move_to(100.0, 100.0);
要注意的是对sprite_node的方法调用重载是不起作用的。如果 sprite_node.draw()，调用的还是Node.draw()，而不是Sprite.draw()。
如果要调用子类的方法，必须有子类类型的变量来调用。
let mut sprite = Sprite{ node: Node { x: 10.0, y: 20.0 } };
// 这个大括号限制 mut borrow 范围
{
let mut sprite_node: &mut Node = &mut sprite;
sprite_node.move_to(100.0, 100.0);
sprite.node.draw(); // 输出 node: x=100, y=100
}
sprite.draw(); // 输出 sprite: x=100, y=100