新类型

如果在某些情况下，我们希望一个类型的行为类似于另一个类型，或者在编译时强制执行某些行为，而仅使用类型别名是不够的呢？ 举例来说，如果我们出于安全考虑想要创建一个String的自定义的Display实现（例如密码）。 这种情况我们可以用新类型模式提供类型安全和封装。

说明

用带有单独字段的结构来创建一个类型的不透明包装器。这将创建一个新类型，而不是类型的别名。

代码示例

// Some type, not necessarily in the same module or even crate.
struct Foo {
    //..
}

impl Foo {
    // These functions are not present on Bar.
    //..
}

// The newtype.
pub struct Bar(Foo);

impl Bar {
    // Constructor.
    pub fn new(
        //..
    ) -> Bar {

        //..

    }

    //..
}

fn main() {
    let b = Bar::new(...);

    // Foo and Bar are type incompatible, the following do not type check.
    // let f: Foo = b;
    // let b: Bar = Foo { ... };
}

出发点

新类型的最初动机是抽象。其允许你在不同类型间共享实现代码并且精准控制接口。通过使用新类型而不是将实现作为API的一部分公开出去，它支持你向后兼容地更改实现。

新类型可以用来区分单位。例如封装f64类型为可辨识的Miles和Kms。

优点

被包装的类型和包装后的类型是不兼容的，所以新类型的用户永远不会困惑于区分这二者的类型。

新类型是零开销抽象——没有运行时负担。

隐私系统确保用户不能访问包装的类型（如果字段是私有的，默认私有）。

缺点

新类型的缺点（尤其是与类型别名比较），是没有特殊的语言支持。这就意味着会有大量的啰嗦的样板代码。对于要在包装类型上公开的每个方法，都需要一个穿透的方法，还有对包装器类型的实现来支持每一个想要的特性。

讨论

在Rust代码中新类型模式是很常见的。抽象或表达单元是最常见的用法，但他们也可以用于其他原因：

  • 限制功能（减少暴露的函数或者特性实现），
  • 使具有复制语义的类型具有移动语义
  • 通过提供更具体的类型来进行抽象，从而隐藏内部类型，例如
pub struct Foo(Bar<T1, T2>);

在这里Bar也许是一个公开的泛型，T1和T2是一些内部类型。我们模块的用户不应该知道我们通过Bar来实现Foo，但是我们真正想隐藏的是类型T1和T2，以及他们是如何被Bar使用的。

参阅