本節(jié)已經(jīng)涉及Rust學習曲線上的一個大坑：泛型和特性了，屬于語言的深水區(qū)，如果初學者，建議看一眼知道有這個功能即可。

如果我們立足于功能實現(xiàn)，那么做到像上一節(jié)那樣就可以了，從原理上來說，每個函數(shù)滿足唯一的功能，是一種好的設計，軟件工程里面“高內(nèi)聚低耦合”是有利于系統(tǒng)的獨立性的。

但是在調(diào)用的時候，就需要有一點的心智了，例如我們要讀取點線面三種不同的shapefile，就要記住三種不同的函數(shù)名和三種不同的繪圖要素構(gòu)建程序，那也太麻煩了，有沒有一種方法，讓我們調(diào)用一種方法，根據(jù)不同的參數(shù)類型自動適配不同的處理邏輯呢？

如果你是學Python/Java/JavaScript這樣的高級語言的同學，你肯定已經(jīng)有了自己的實現(xiàn)方法，例如Python/Javascript作為動態(tài)類型的語言，可以只寫一個入口函數(shù)，然后根據(jù)函數(shù)的輸入?yún)?shù)自動去選擇不同的分支來處理。

而Java也有同名方法覆蓋，利用不同的函數(shù)簽名（參數(shù)類型）來解決用同名函數(shù)實現(xiàn)不同的邏輯流程。

而C++則是可以用泛型和函數(shù)重載來實現(xiàn)這個功能。

那么在Rust里面如何解決呢？

• 首先，Rust不支持函數(shù)簽名的類型推斷。所有函數(shù)簽名的類型必須寫清楚，這就杜絕了我們用動態(tài)類型的語言那樣根據(jù)輸入的參數(shù)來匹配。

• 第二，Rust也不（直接）支持函數(shù)重載，為什么是不直接支持呢，因為可以通過泛型和特性來實現(xiàn)函數(shù)重載，也就是我們今天要做的內(nèi)容。

老規(guī)矩，先看結(jié)果：

用同名的一個方法，實現(xiàn)對于三種不同的shapefile讀取，并且獲取三種不同的返回類型值，那么這是這么實現(xiàn)的呢？

先看代碼：

架構(gòu)定義

• 首先定義了一個結(jié)構(gòu)體，這個空結(jié)構(gòu)體的作用類似于Java里面的class。

• 然后定義了一個特性（trait），特性這個東西，在Rust中，類似于Java里面的接口，或者C++里面的虛函數(shù)，但是與接口和虛函數(shù)不同的時候，特性可以直接在里面寫實現(xiàn)，也可以留空，如果你是學Java的，你把下面的代碼理解為定義了一個接口，并且定義了一個實現(xiàn)接口的工廠方法即可。

• 在這里的特性中，我們定義一個泛型T，然后定義了一個方法，就叫做read_shp，輸入產(chǎn)生就是一個shapefile的路徑，返回值是一個T ,這個T就是Rust中的泛型，即代表一切可能的類型。

• 如果是沒有接觸過泛型的同學，可能會問，他既然代表一切類型，那么你不是說了Rust是類型嚴格的語言么？那系統(tǒng)編譯器怎么知道，這個T到底是哪種類型呢？繼續(xù)往下看

pub struct shp;
pub trait ReadShapfile<T> {
    fn read_shp(shp_path:&str) -> T;
}

然后我們開始寫針對不同類型的shapefile的實現(xiàn)，實現(xiàn)如下：

//實現(xiàn)1：讀取polygon類型的shapefile，通過返回值來匹配。
impl ReadShapfile<Vec<Polygon>> for shp{
    fn read_shp(shp_path:&str) -> Vec<Polygon>{
        let shp_read = shapefile::read_as::<_,
        shapefile::Polygon, shapefile::dbase::Record>(shp_path)
        .expect(&format!("Could not open polygon-shapefile, error: {}", shp_path));

    let mut polygons:Vec<Polygon> = Vec::new();
    for (polygon, polygon_record) in shp_read {
        let geo_mpolygon: geo_types::MultiPolygon<f64> = polygon.into();
        for poly in geo_mpolygon.iter(){
            polygons.push(poly.to_owned());
        }
    }
    polygons
    }
}

//實現(xiàn)2：讀取Polyline類型的shapefile，通過返回值來匹配。
impl ReadShapfile<Vec<LineString>> for shp{
    fn read_shp(shp_path:&str) -> Vec<LineString>{
        let shp_read = shapefile::read_as::<_,
            shapefile::Polyline, shapefile::dbase::Record>(shp_path)
        .expect(&format!("Could not open polyline-shapefile, error: {}", shp_path));

        let mut linestrings:Vec<LineString> = Vec::new();
        for (pline, pline_record) in shp_read {
            let geo_mline: geo_types::MultiLineString<f64> = pline.into();
            for line in geo_mline.iter(){
                linestrings.push(line.to_owned());
            }
        }
        linestrings
    }
}
//實現(xiàn)2：讀取Point類型的shapefile，通過返回值來匹配。
impl ReadShapfile<Vec<Point>> for shp{
    fn read_shp(shp_path:&str) -> Vec<Point>{
        let shp_read = shapefile::read_as::<_,
            shapefile::Point, shapefile::dbase::Record>(shp_path)
        .expect(&format!("Could not open polyline-shapefile, error: {}", shp_path));

        let mut pnts:Vec<Point> = Vec::new();
        for (pnt, pnt_record) in shp_read {
            let geo_pnt: geo_types::Point<f64> = pnt.into();
            pnts.push(geo_pnt.to_owned());
        }
        pnts
    }
}

簡要的解釋一下：

• 在Rust的語法中，impl 特性名稱<返回值> for 結(jié)構(gòu)名 這個語法，代表了具體的實現(xiàn)，而里面那個 <返回值> 部分，就是我們定義的泛型T，注意，T只是一個代稱，習慣性用大寫字母，你用ABCDEFG，或者abcdefg都是可以的。

• 然后在這個實現(xiàn)里面，去寫具體方法的read_shp的實現(xiàn)，寫完之后，就可以通過在調(diào)用的時候，再指定返回類型，來適配具體調(diào)用哪個方法了。

看到這里，可能有同學又有問題了：

上一節(jié)，直接寫多個方法，多實用啊，讀polygon就是polygon方法，讀point就是point方法，干凈整潔又高效，干嘛搞這么麻煩？

實際上兩種方式，都是可以的，每個方法用獨立名稱進行調(diào)用，實際上是一種比較傳統(tǒng)，但是很高效的方式（C語言里面寫操作系統(tǒng)內(nèi)核都是這樣寫的）。

而后面這種，則是現(xiàn)代編程架構(gòu)里面推薦的，用同名函數(shù)，來減少調(diào)用者的心智負擔，反正都是讀取shapefile，我干嘛還要記那么多個函數(shù)名??？為什么不能用一個函數(shù)就全部解決了呢？

所以在軟件開發(fā)中，同名函數(shù)，通過定義不同的返回值，或者輸入值來區(qū)分的方式，叫做多態(tài)，而在Rust里面，多態(tài)又可以分為靜態(tài)分發(fā)：即靜態(tài)多態(tài)模式或者單一態(tài)模式；以及動態(tài)分發(fā)：即動態(tài)多態(tài)模式。

這種所謂的靜態(tài)和動態(tài)，在Rust中，是針對編譯而言的，靜態(tài)即代碼和方法，在被編譯的時候，就已經(jīng)決定了編譯的結(jié)果，你的輸入、輸出、處理流程等，都在編譯的時候被固定下來了。

這種也是函數(shù)式編程的核心思想：函數(shù)式編程強調(diào)：不可變性和純函數(shù)，這意味著函數(shù)的輸出只取決于它的輸入，而不依賴于外部狀態(tài)

而動態(tài)則相反，在編譯的時候，系統(tǒng)并不知道要輸入的參數(shù)和輸出的結(jié)果具體是什么類型，只有在運行的時候，根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)情況才知道。

一般來說，動態(tài)語言中的動，就是這種，通常解釋性的語言，都是動態(tài)的，例如Python/Javascript等。

當然，Rust也是支持動態(tài)編譯的，但是在使用動態(tài)編譯的時候，需要有一系列的手續(xù)，這個我們以后再說。

從兩種編譯模式來看，靜態(tài)模式的開銷小，安全性高，但是靈活性比較差；反之，動態(tài)模式靈活性好，但是開銷大，安全性和穩(wěn)定性較差。

具體在開發(fā)過程中，用哪種模式，就仁者見仁智者見智了。

最后我們來畫一個UML圖，就很容易看出來這個架構(gòu)的實現(xiàn)思路了：