Rust 中的 new type 模式

在 Rust 中，newtype 模式（有時也被稱爲 "type alias with zero-sized type" 或 "wrapper type"）是一種使用結構體（通常只包含一個字段）來定義新類型的模式。使用 newtype 模式，可以爲現有類型定義新的類型，併爲這些新類型提供自定義行爲或限制。這樣做有助於在編譯時捕獲類型錯誤，並提高代碼的可讀性和可維護性。

直接看個簡單的例子。假設有兩個函數，分別根據用戶名獲取用戶 id 或根據部門名獲取部門 id：

fn get_id_by_username(username: &str) -> u32 {
    // ...
    123
}

fn get_id_by_orgname(orgname: &str) -> u32 {
    // ...
    456
}

這兩個函數返回的 id 都是 u32 類型，因此，如果你還有一個刪除用戶的函數，編譯器無法幫你識別這種錯誤調用：

fn delete_user(user_id: u32) {
    // ...
}

let org_id = get_id_by_orgname("人資部");
delete_user(org_id); // 錯誤地使用了部門 id

這時就可以使用 newtype 模式解決。直白地說，就是使用元組結構體的方式將已有的類型包裹起來：

struct UserId(pub u32);
struct OrgId(pub u32);

fn get_id_by_username(username: &str) -> UserId {
    // ...
    UserId(123)
}
fn get_id_by_orgname(orgname: &str) -> OrgId {
    // ...
    OrgId(456)
}

fn delete_user(user_id: UserId) {
    // ...
}

此時，如果你進行了誤調用：

let org_id = get_id_by_orgname("人資部");
delete_user(org_id);

編譯器可以幫你檢查到錯誤：

你可能會疑惑 newtype 模式和類型別名有什麼區別？其實 最大的區別是 newtype 模式會產生新類型，而類型別名不會。 因此後者也不能在編譯時捕獲類型錯誤。別名最大的用處是提高代碼的可讀性，減少類型名稱的重複。

type Kilometers = i32;
type LongType = Box<dyn Fn() + Send + 'static>;

newtype 模式既然產生了新類型，自然可以爲類型增加方法，享受類型帶來的所有好處。但是有一點好處千萬不要忽視，就是：既然產生了新類型，就可以在遵循孤兒規則的前提下，爲外部類型實現外部 trait

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