15.2 Deref trait Pt.1：什么是Deref、解引用运算符与实现Deref trait

15.2.1 什么是 `Deref` trait

Deref 是 Dereference（解引用）的缩写。

如果一个类型实现了 Deref trait，它就允许我们自定义解引用运算符 * 的行为。通过实现 Deref，智能指针可以像常规引用一样被处理。

15.2.2 解引用运算符

首先强调一下：常规引用也是一种指针。看个例子：

fn main(){
	let x = 5;
	let y = &x;

	assert_eq!(x, 5);
	assert_eq!(*y, 5);
}

x 是 i32 类型，保存的值是 5；y 存的是一个引用，指向 x 的内存地址，类型是 &i32，也就是说 y 是 x 的引用。
第一个断言把 x 和 5 比较。由于 x 里存的就是 5，两者相等，所以断言通过。
第二个断言把 *y 和 5 比较。y 是一个指针，如果想取出它指向的值，就在变量名前加解引用符号 *。也就是说，y 的类型是 &i32，*y 的类型是 i32，由于 5 也是 i32 类型，所以 *y 可以与 5 比较，而 y 不行。

15.2.3 使用 `Box<T>` 当作引用

Box<T> 可以替代上例中的引用。看：

fn main(){
	let x = 5;
	let y = Box::new(x);

	assert_eq!(x, 5);
	assert_eq!(*y, 5);
}

需要注意的是，上一段代码和这段代码的逻辑略有不同：

上例中的 y = &x 是把一个指向 x 的指针赋给 y，这是一个指向栈内存的指针，因为 i32 存储在栈上。
这里的 y = Box::new(x) 是把 x 的值复制到堆上，然后把指向该堆值的指针传给 y。

15.2.4 定义自己的智能指针

Box<T> 被定义为拥有一个元素的 tuple struct（元组结构体，详见 5.1. 定义并实例化struct）。我们来定义一个 MyBox<T>，也是一个 tuple struct：

#![allow(unused)]
fn main() {
struct MyBox<T>(T);

impl<T> MyBox<T> {
	fn new(x: T) -> MyBox<T> {
		MyBox(x)
	}
}
}

首先定义一个元组结构体 MyBox，使用泛型参数 T 代替具体类型，并在这个元组结构体中存储一个类型为 T 的值。
然后通过 impl 块定义一个 new 函数，用于创建新的 MyBox 实例。

再写主函数，看看实际使用有没有问题：

fn main(){
	let x = 5;
	let y = MyBox::new(x);

	assert_eq!(x, 5);
	assert_eq!(*y, 5);
}

最后一个断言 assert_eq!(*y, 5) 在 *y 处报错。报错信息是：

error[E0614]: type `MyBox<{integer}>` cannot be dereferenced
  --> src/main.rs:14:13
   |
14 |     assert_eq!(*y, 5);
   |                ^^ can't be dereferenced

For more information about this error, try `rustc --explain E0614`.
error: could not compile `mybox` (bin "mybox") due to 1 previous error

也就是说 MyBox 不能被解引用。

这是因为我们还没有为 MyBox 实现 Deref trait。

15.2.5 实现 `Deref` trait

标准库中的 Deref trait 要求我们实现一个 deref 方法：这个方法借用 self，并返回指向内部数据的引用。

以上面的代码为例，如果想为 MyBox 实现 Deref trait——也就是实现 deref 方法——可以这样写：

#![allow(unused)]
fn main() {
use std::ops::Deref;

struct MyBox<T>(T);

impl<T> MyBox<T> {
    fn new(x: T) -> MyBox<T> {
        MyBox(x)
    }
}

impl<T> Deref for MyBox<T> {
    type Target = T;
    fn deref(&self) -> &T {
        &self.0
    }
}
}

use std::ops::Deref; 把 Deref trait 引入当前作用域。
要为 MyBox 实现 Deref，就写 impl<T> Deref for MyBox<T>，然后在该 impl 块中实现 deref 方法。
type Target = T; 定义了 Deref trait 的关联类型。关联类型是一种稍有不同的泛型参数定义方式，以后会讲。
deref 方法借用 self，也就是 &self，并返回类型为 &T 的引用，具体来说就是 &self.0：以引用形式返回元组结构体中索引为 0 的元素（在这个例子中其实只有一个元素）。正因为返回的是引用，所以我们可以使用 * 解引用运算符来访问这个值。

再写主函数运行一下，看看有没有问题：

fn main(){
	let x = 5;
	let y = MyBox::new(x);

	assert_eq!(x, 5);
	assert_eq!(*y, 5);
}

能够通过编译，没有问题。

实际上，Rust 编译器会把 main 里的 *y 隐式展开为：

#![allow(unused)]
fn main() {
*(y.deref())
}

它先调用 MyBox 上的 deref 方法返回一个引用，然后再使用解引用运算符 * 进行普通的解引用操作。

Keyboard shortcuts

Rust指南

15.2 Deref trait Pt.1：什么是Deref、解引用运算符 与实现Deref trait

15.2.1 什么是 Deref trait