From und Into

Teil des Abschnitts Object Oriented Programming der Rust-Journey von Coddy — Lektion 57 von 61.

Das Konvertieren zwischen Typen ist eine häufige Aufgabe in Rust. Das From-Trait bietet eine standardisierte Möglichkeit zu definieren, wie ein Typ aus einem anderen erstellt werden kann. Wenn Sie From implementieren, erhalten Sie das Into-Trait automatisch kostenlos dazu.

Um From zu implementieren, definieren Sie, wie Ihr Typ aus einem anderen Typ erstellt wird:

struct Meters(f64);
struct Kilometers(f64);

impl From<Kilometers> for Meters {
    fn from(km: Kilometers) -> Self {
        Meters(km.0 * 1000.0)
    }
}

Jetzt können Sie entweder mit der from-Funktion oder der into-Methode konvertieren:

let distance = Kilometers(5.0);

// From explizit verwenden
let m1 = Meters::from(distance);

// Into verwenden (funktioniert, da From implementiert ist)
let distance = Kilometers(3.0);
let m2: Meters = distance.into();

Die Methode into() erfordert eine Typannotation, da Rust wissen muss, in welchen Typ Sie konvertieren. Dieses Muster ist besonders nützlich, wenn Sie Hilfs-Structs haben, die in Ihre Haupttypen konvertiert werden müssen – etwa beim Konvertieren von Konfigurationsdaten in ein initialisiertes Objekt oder beim Transformieren von Roheingaben in eine validierte Struktur.

Aufgabe

Einfach

Lassen Sie uns ein Temperaturumrechnungssystem mit dem From-Trait bauen! Sie werden zwei Temperaturtypen erstellen—Celsius und Fahrenheit—und Umrechnungen zwischen ihnen unter Verwendung der Standard-Umrechnungs-Traits von Rust implementieren.

Sie werden Ihren Code auf zwei Dateien aufteilen:

temperature.rs: Definieren Sie zwei öffentliche Newtype-Structs—Celsius und Fahrenheit—die beide ein f64 umschließen. Implementieren Sie den From-Trait, um Celsius in Fahrenheit umzurechnen, unter Verwendung der Formel: fahrenheit = celsius × 1.8 + 32.0. Fügen Sie außerdem jedem Struct eine value-Methode hinzu, die das innere f64 zurückgibt.
main.rs: Binden Sie Ihr Temperatur-Modul ein und demonstrieren Sie beide Umrechnungsansätze. Erstellen Sie einen Celsius-Wert aus der bereitgestellten Eingabe und konvertieren Sie ihn dann mit Fahrenheit::from() in Fahrenheit. Erstellen Sie einen weiteren Celsius-Wert und konvertieren Sie ihn mit der .into()-Methode. Geben Sie beide Ergebnisse aus.

Die Umrechnungsformel von Celsius nach Fahrenheit lautet: mit 1.8 multiplizieren und 32 addieren. Denken Sie daran, dass die Implementierung von From<Celsius> for Fahrenheit Ihnen automatisch den Into<Fahrenheit>-Trait für Celsius kostenlos zur Verfügung stellt!

Ihre Ausgabe sollte beide Umrechnungen in diesem Format anzeigen:

From: {celsius1}C = {fahrenheit1}F
Into: {celsius2}C = {fahrenheit2}F

Zum Beispiel bei den Eingaben 0 und 100:

From: 0C = 32F
Into: 100C = 212F

Und bei den Eingaben 25 und -40:

From: 25C = 77F
Into: -40C = -40F

Sie erhalten zwei Eingaben: den ersten Celsius-Wert (als f64 parsen) und den zweiten Celsius-Wert (als f64 parsen).

Spickzettel

Das From-Trait bietet eine standardisierte Möglichkeit, zwischen Typen zu konvertieren. Wenn Sie From implementieren, erhalten Sie das Into-Trait automatisch dazu.

Um From zu implementieren, definieren Sie, wie Ihr Typ aus einem anderen Typ konstruiert wird:

struct Meters(f64);
struct Kilometers(f64);

impl From<Kilometers> for Meters {
    fn from(km: Kilometers) -> Self {
        Meters(km.0 * 1000.0)
    }
}

Sie können die Konvertierung entweder mit der from-Funktion oder der into-Methode durchführen:

let distance = Kilometers(5.0);

// Using From explicitly
let m1 = Meters::from(distance);

// Using Into (requires type annotation)
let distance = Kilometers(3.0);
let m2: Meters = distance.into();

Die into()-Methode erfordert eine Typannotation, damit Rust weiß, in welchen Typ Sie konvertieren möchten.

Probier es selbst

mod temperature;

use temperature::{Celsius, Fahrenheit};

fn main() {
    // Eingabe lesen
    let mut input1 = String::new();
    std::io::stdin().read_line(&mut input1).expect("Failed to read line");
    let celsius1: f64 = input1.trim().parse().expect("Invalid number");
    
    let mut input2 = String::new();
    std::io::stdin().read_line(&mut input2).expect("Failed to read line");
    let celsius2: f64 = input2.trim().parse().expect("Invalid number");
    
    // TODO: Erstelle einen Celsius-Wert aus celsius1
    // TODO: Konvertiere ihn in Fahrenheit mit Fahrenheit::from()
    
    // TODO: Erstelle einen weiteren Celsius-Wert aus celsius2
    // TODO: Konvertiere ihn in Fahrenheit mit .into()
    
    // TODO: Gib die Ergebnisse in folgendem Format aus:
    // From: {celsius1}C = {fahrenheit1}F
    // Into: {celsius2}C = {fahrenheit2}F
}