将特征实现到多种类型的问题

Question

作为练习，我正在尝试创建一个温度单位库。

目前，以下代码无法编译，并且我不清楚错误消息。 问题似乎是类型冲突。

type Fahrenheit = f64;
type Celcius = f64;
type Kelvin = f64;


trait TemperatureUnit {
    fn to_kelvin(&self) -> Kelvin;
}

impl TemperatureUnit for Fahrenheit {
    fn to_kelvin(&self) -> Kelvin {
        (*self + 459.67) * 5/9
    }
}

impl TemperatureUnit for Celcius {
    fn to_kelvin(&self) -> Kelvin {
        *self + 273.15
    } 
}

impl TemperatureUnit for Kelvin {
    fn to_kelvin(&self) -> Kelvin {
        *self
    }
}

错误：

error[E0119]: conflicting implementations of trait `TemperatureUnit` for type `f64`
  --> src/lib.rs:18:1
   |
12 | impl TemperatureUnit for Fahrenheit {
   | ----------------------------------- first implementation here
...
18 | impl TemperatureUnit for Celcius {
   | ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ conflicting implementation for `f64`

error[E0119]: conflicting implementations of trait `TemperatureUnit` for type `f64`
  --> src/lib.rs:24:1
   |
12 | impl TemperatureUnit for Fahrenheit {
   | ----------------------------------- first implementation here
...
24 | impl TemperatureUnit for Kelvin {
   | ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ conflicting implementation for `f64`

操场

我是 Rust 的新手，所以也许这不是实现编译器强制类型安全单元转换的正确方法。

Answer 1

当你写type时，你是在创建一个类型别名，而不是一个新类型。 例如，就像在 C++ 中使用typedef一样。

type Fahrenheit = f64;

这字面意思是“当我说'华氏'时，假装我说的f64 ”。 不是一种新的类型，不是一种独特的结构，字面上是一样的。 因此，您刚刚TemperatureUnit for f64 。

如果您想将f64包装在您控制下的自定义类型中，您正在寻找newtype pattern 。

pub struct Fahrenheit(pub f64);

现在Fahrenheit是一个独特的结构，恰好与f64同构。 您可以使用Fahrenheit(x)构造函数从f64转到Fahrenheit ，也可以使用my_fahrenheit.0投影返回。 如果您愿意，也可以命名投影。

pub struct Fahrenheit { pub float_repr: f64 };

Rust 几乎肯定会在内部将其编译为实际的f64 。 只有一个字段的结构通常没有开销。 但我们实际上可以用repr(transparent)来保证这一点

#[repr(transparent)]
pub struct Fahrenheit(pub f64);

这保证了在运行时， Fahrenheit和f64具有相同的表示形式（即使在它们之间定义了transmute的程度），而在编译时它们是不同的类型。

唯一需要决定的是您希望新类型实现哪些特征。 默认情况下，它不会从f64继承任何内容，因此您可能会在声明之前有一个巨大的 derived derive(...)子句，包括Eq 、 Ord 、 Clone 、 Copy等（非详尽列表；您知道您的用例比我好）

Answer 2

这里的问题是type只是一个类型的别名，它不会创建一个新的类型。 Rust 抱怨是因为这三个impl块试图在同一类型上实现TemperatureUnit三次。

相反，您应该声明新类型。 下面的示例使用struct 。

锈操场

struct Fahrenheit(f64);
struct Celcius(f64);
struct Kelvin(f64);


trait TemperatureUnit {
    fn to_kelvin(&self) -> Kelvin;
}

impl TemperatureUnit for Fahrenheit {
    fn to_kelvin(&self) -> Kelvin {
        Kelvin((self.0 + 459.67) * 5.0/9.0)
    }
}

impl TemperatureUnit for Celcius {
    fn to_kelvin(&self) -> Kelvin {
        Kelvin(self.0 + 273.15)
    } 
}

impl TemperatureUnit for Kelvin {
    fn to_kelvin(&self) -> Kelvin {
        Kelvin(self.0)
    }
}


fn main()
{
    println!("Hey");
}