Rust：新特性GAT，允许使用泛型的关联类型

GAT（Generics Associated Types）在 Rust 语言中是一个高级的功能，它允许你在 trait 定义中指定与类型参数相关联的类型。这是 Rust 泛型系统的一部分，提供了更大的灵活性和表达力。为了充分理解 GAT，我们需要了解 Rust 的泛型、trait 和类型系统。

基础：泛型和 Trait

在深入 GAT 之前，你需要熟悉 Rust 的泛型和 trait。泛型允许你编写可以处理多种数据类型的代码。例如，一个泛型函数 fn foo<T>(arg: T) 可以接受任何类型的 arg。而 trait 类似于其他语言中的接口，定义了一组方法和行为，类型可以实现这些 trait 来提供这些行为。

GAT 概念

GAT 允许在 trait 中定义与泛型类型参数相关联的类型。这意味着，相关联的类型可以依赖于 trait 的类型参数。

1. 更灵活的 Trait 定义

不使用 GATs

在不使用 GATs 的情况下，我们不能使关联类型依赖于 trait 的类型参数。

trait Container {
    type Item;
    fn get(&self, index: usize) -> &Self::Item;
}

使用 GATs

使用 GATs，可以使关联类型依赖于 trait 的类型参数。

trait Container<'a> {
    type Item<'b> where 'a: 'b;
    Self: 'b;
    fn get<'b>(&'b self, index: usize) -> &'b Self::Item<'b>;
}

区别： 使用 GATs 之后，Item 类型可以依赖于 Container 实例的生命周期，这在处理引用时特别有用。

2. 复杂生命周期管理

不使用 GATs

不使用 GATs，我们只能返回具有静态生命周期的引用或值。

trait Processor {
    fn process<'a>(&self, data: &'a str) -> String;
}

使用 GATs

使用 GATs，可以根据输入生命周期返回输出。

trait Processor<'a> {
    type Output<'b>: AsRef<str> + 'b where 'a: 'b;
    fn process<'b>(&self, data: &'b str) -> Self::Output<'b>;
}

区别： GATs 允许 process 方法返回的输出类型拥有与输入生命周期相匹配的生命周期。

3. 更高级的泛型编程

不使用 GATs

不使用 GATs，泛型类型的关联类型不能依赖于其他泛型参数。

trait Converter {
    type Output;
    fn convert(&self, input: String) -> Self::Output;
}

使用 GATs

使用 GATs，关联类型可以依赖于其他泛型参数。

trait Converter<T> {
    type Output<U>;
    fn convert<U>(&self, input: T) -> Self::Output<U>;
}

区别： 使用 GATs 后，Output 可以依赖于另一个泛型参数 U，提供了更大的灵活性。

通过这些示例，我们可以看到 GATs 为 Rust 程序提供了更多的灵活性和表达力，特别是在涉及复杂类型和生命周期管理的场景中。使用 GATs 可以编写更复杂的泛型代码，处理更复杂的生命周期关系，以及创建更灵活的 trait 定义。虽然这些示例只是刮概表面，但它们展示了 GATs 如何扩展 Rust 类型系统的能力。from刘金，转载请注明原文链接。感谢！