Trait 向量

本课属于 Coddy Rust 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 46 课，共 61 课。

你已经看到，Box<dyn Trait> 可以让单个变量保存不同的类型。当你把它与集合结合起来时，它的真正威力就显现出来了：在一个向量中存储多种不同的类型。

普通向量要求所有元素的类型都相同。你不能创建一个同时包含猫的 Vec<Dog>。不过，借助 trait 对象，你可以创建一个向量，其中可以存放任何实现了共同 trait 的类型：

trait Speak {
    fn speak(&self) -> String;
}

struct Dog;
struct Cat;
struct Bird;

impl Speak for Dog {
    fn speak(&self) -> String { String::from("Woof!") }
}

impl Speak for Cat {
    fn speak(&self) -> String { String::from("Meow!") }
}

impl Speak for Bird {
    fn speak(&self) -> String { String::from("Tweet!") }
}

fn main() {
    let animals: Vec<Box<dyn Speak>> = vec![
        Box::new(Dog),
        Box::new(Cat),
        Box::new(Bird),
    ];
}

类型 Vec<Box<dyn Speak>> 表示“装有装箱特征对象的向量”。每个元素都是一个 Box，指向实现了 Speak 的对象：实际类型可以不同。将值添加到向量时，你需要用 Box::new() 包装每个值。

这种模式对于构建灵活的系统至关重要，尤其是在需要管理相关但不同的对象集合时，例如 UI 组件、游戏实体或插件系统。

挑战

简单

让我们构建一个通知系统，用来处理不同类型的提醒！你将创建一个集合，用单个向量存储各种通知类型，包括电子邮件、SMS 消息和推送通知，并使用 trait 对象来实现。

你将把代码分成两个文件：

notifications.rs：定义一个公开的 Notify trait，其中包含一个 send 方法。该方法接收 &self，并返回一个描述所发送通知的 String。然后创建三个公开的结构体：
- Email：包含一个公开的 recipient 字段（String）。它的 send 应返回 Email to: {recipient}
- Sms：包含一个公开的 phone 字段（String）。它的 send 应返回 SMS to: {phone}
- Push：包含一个公开的 device 字段（String）。它的 send 应返回 Push to: {device}
main.rs：引入 notifications 模块，并创建一个类型为 Vec<Box<dyn Notify>> 的向量，用来存放这三种通知类型。使用提供的输入创建每种通知各一个，按顺序（Email、Sms、Push）将它们添加到向量中，然后打印对向量第一个元素调用 send() 的结果。

这里的关键概念是，尽管 Email、Sms 和 Push 是完全不同的结构体，但由于它们共享 Notify trait，因此可以一起存放在同一个向量中。每个元素都用 Box::new() 包装，以创建 trait 对象。

你的输出应显示第一条通知：

Email to: {recipient}

例如，输入 alice@example.com、555-1234 和 iPhone-12 时：

Email to: alice@example.com

你将收到三个输入：电子邮件收件人、电话号码和设备名称。

亲手试试

mod notifications;

use notifications::{Notify, Email, Sms, Push};

fn main() {
    // 读取输入
    let mut recipient = String::new();
    std::io::stdin().read_line(&mut recipient).expect("Failed to read line");
    let recipient = recipient.trim().to_string();

    let mut phone = String::new();
    std::io::stdin().read_line(&mut phone).expect("Failed to read line");
    let phone = phone.trim().to_string();

    let mut device = String::new();
    std::io::stdin().read_line(&mut device).expect("Failed to read line");
    let device = device.trim().to_string();

    // TODO: 创建一个 Vec<Box<dyn Notify>>，用于存放不同类型的通知
    // TODO: 使用输入创建 Email、Sms 和 Push 实例
    // TODO: 使用 Box::new()，按顺序（Email、Sms、Push）将它们添加到向量中
    // TODO: 输出对第一个元素调用 send() 的结果
}