Rust - chapter 10-2 trait

March 28, 2022

Rust 공식문서(링크) 와 Rust 비공식 번역 문서 챕터 10-2 trait를 읽고 정리한 글이다.(링크)
원래 공식 문서는 영어인지라 비공식 번역 문서를 위주로 보고 있었는데 이번 번역글에서 없는 내용이 공식 문서에 있는 것을 확인하고 같이 넣었다. 역시 원문 문서를 보는 것을 습관 들여야 겠다. 🛟
~~2주 넘게 안봤는데 음.. 나태해졌었다..⛈~~

Trait

정확한 발음은 모르겠지만 트레이트 또는 트레잇 이라고 읽을 것 같다.
트레잇은 공유하는 동작을 정의하는 것이다. 다른 프로그래밍 언어에서 인터페이스라고 불리는 것과 유사하지만 다른 점이 몇가지 있다.
제너릭을 통해서 중복되는 코드를 줄일 수 있었던 것과 비슷하게 트레잇을 통해 다른 타입에 대해 같은 메소드를 호출할 수 있다면 이를 공유할 수 있다. 주관적으로 이러한 공유되는 동작을 한 곳에 선언할 수 있는 방법을 트레잇이라고 부르는 것 같다.

선언하는 방법은 아래와 같다. trait 키워드 이름을 사용하여 트레잇을 선언한다. 중괄호 안에서는 트레잇을 구현하는데 필요한 타입들을 표기하여 메소드 시그니처를 정의할 수 있다.
이제 컴파일러는 컴파일 중 Summarizable 트레잇을 가지는 타입이 메소드 summary 를 동일한 시그니처로 정의하도록 강제할 것이다.

// summary/lib.rs

pub trait Summarizable {
  // 메소드 시그니처
  fn summary(&self) -> String;
}

특정 타입에 대한 Trait 구현

정의한 트레잇을 이제 사용해보자.

// summary/lib.rs

pub struct NewsArticle {
  pub headline: String,
  pub location: String,
  pub author: String,
  pub content: String,
}

impl Summarizable for NewsArticle {
  fn summary(&self) -> String {
    format!("{}, by {} ({})", self.headline, self.author, self.location)
  }
}

pub struct Tweet {
  pub username: String,
  pub content: String,
  pub reply: bool,
  pub retweet: bool,
}

impl Summarizable for Tweet {
  fn summary(&self) -> String {
    format!("{}: {}", self.username, self.content)
  }
}

// main.rs
use summary::NewsArticle;
use summary::Tweet;

fn main() {
  let tweet = Tweet {
    username: String::from("horse_ebooks"),
    content: String::from("of course, as you probably already know, people"),
    reply: false,
    retweet: false,
  };

  println!("1 new tweet: {}", tweet.summary());
}

위 두 예제중 위는 트레잇과 구조체가 정의된 모듈이고 아래는 메인 파일이다. 트레잇을 각 구조체 정의하는 방법은 예제와 같이 impl ${트레잇 이름} for ${타입 이름} 이다. 그 뒤 트레잇에서 정의한 메소드 시그니처를 내용을 작성한다.

💿 트레잇 구현 제약사항
트레잇 또는 타입이 자신의 크레이트 내의 것일 경우만 구현할 수 있다.
외부 트레잇을 외부 타입에 구현하는 것을 불가능하다.

기본(default) 트레잇 구현

기본적으로 동작할 구현하는 것이다. 타입에서 해당 기본 동작을 override 할 수 있다.

// summary/lib.rs

pub trait Summarizable {
  fn summary(&self) -> String {
    String::from("(Read more...)")
  }
}

impl Summarizable for NewsArticle {}

// main.rs

use summary::NewsArticle;

fn main() {
  let article = NewsArticle {
    headline: String::from("Penguins win the Stanley Cup Championship!"),
    location: String::from("Pittsburgh, PA, USA"),
    author: String::from("Iceburgh"),
    content: String::from("The Pittsburgh Penguins beat the Columbus Crew 1"),
  };

  println!("New article available! {}", article.summary());
}

위와 같이 기본 동작을 사용하고자 한다면 커스텀 동작을 구현할 필요가 없으므로 impl ${트레잇 이름} for ${타입 이름} 을 바로 닫아주면 된다.
기본 구현은 해당 트레잇 내의 다른 메소드를 호출할 수 있는데 호출되는 메소드는 구본 구현을 가지고 있지 않아도 된다!
당연한 이야기인 것 같기도 하지만 오버라이딩 된 구현으로부터 기본 구현은 호출할 수 없다.

// summary/lib.rs

pub trait Summarizable {
  fn author(&self) -> String;
  fn summary(&self) -> String {
    format!("(Read more from {}...)", self.author())
  }
}

impl Summarizable for Tweet {
  fn author(&self) -> String {
    format!("@{}", self.username)
  }
}

트레잇 바운드

트레잇은 매개변수로도 사용할 수 있다.

pub fn notify(item: &impl Summarizable) {
  println!("Breaking news! {}", item.summary());
}

하지만 두개 이상의 매개변수를 가지게 될 때 두 매개변수가 같은 유형을 가지도록 강제를 하거나 간결하게 표기하기 위해서 제너릭을 활용한 트레잇 바운드를 사용하면 된다.

pub fn notify<T: Summarizable>(item1: &T, item2: &T){}

여러 트레잇 지정

하나 이상의 트레잇을 지정할 수 있는데 + 구문을 사용하면 간단하다. 트레잇 바운드도 같은 동작을 한다.

pub fn notify(item: &(impl Summarizable + Display)) {}

// + 를 사용할 경우 아래와 같이 사용할 수 있다.
pub fn notify<T: Summarizabel + Display>(item: &T) {}

where 절 사용하기

트레잇 바운드가 너무 많이 사용될 경우 가독성이 떨어지고 이러한 상황에서는 아래와 같이 where 절을 사용할 수 있다!

fn some_fn<T: Display + Clone, U: Clone + Debug>(t: &T, u: &U) -> i32 {}

// where 를 사용할 경우 아래와 같이 사용할 수 있다.
fn some_fn<T, U>(t: &T, u: &U) -> i32
  where T: Display Clone,
        U: Clone + Debug
{}

Implement Trait 반환하기

정확히 뭐라고 지칭해야될지 몰라서 그냥 영어로 적었다. 아래 처럼 사용할 수 있다.

fn returns_summary() -> impl Summarizable {
  Tweet {
      username: String::from("horse_ebooks"),
      content: String::from(
        "of course, as you probably already know, people",
      ),
      reply: false,
      retweet: false,
  }
}

fn returns_summary2(switch: bool) -> impl Summarizable {
  if switch {
    NewsArticle {
      headline: String::from(
        "Penguins win the Stanley Cup Championship!",
      ),
      location: String::from("Pittsburgh, PA, USA"),
      author: String::from("Iceburgh"),
      content: String::from(
        "The Pittsburgh Penguins once again are the best \
        hockey team in the NHL.",
      ),
    }
  } else {
    Tweet {
      username: String::from("horse_ebooks"),
      content: String::from(
        "of course, as you probably already know, people",
      ),
      reply: false,
      retweet: false,
    }
  }
}

하지만 이와 같은 반환은 한 가지 타입만을 반환할 때 가능하고 위 예제에서 아래의 returns_summary2 와 같이 2개 이상의 타입이 조건에 따라 반환될 수 있는 경우에는 컴파일시 에러가 발생한다.
이에 따르는 기능은 17장에서 언급한다고 하시니 일단 넘어가보자.

트레잇 바운드 조건 implement method 로 사용하기

이것도 정확히 명칭을 뭐라 할지 모르겠어서 영어로 적었다. 원문에서는 Using Trait Bounds to Conditionally Implement Methods 로 적혀 있다.
아래의 예제를 보고 간단히 말하자면 조건으로 사용이 가능하다는 것으로 이해를 했다.

use std::fmt::Display;

struct Pair<T> {
  x: T,
  y: T
}

impl<T> Pair<T> {
  fn new(x: T, y: T) -> Self {
    Self { x, y}
  }
}

impl<T: Display + PartialOrd> Pair<T> {
  fn cmp_display(&self) {
    if self.x >= self.y {
      println!("x = {}", self.x);
    } else {
      println!("y -{}", self.y);
    }
  }
}

개인이 참고하고자 작성한 글이며, 잘못된 정보가 있을 수 있습니다. 잘못된 정보는 메일로 보내주시면 감사하겠습니다. 🙏

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Aredra