Rust Programlama Dili

C - Türetilebilir Trait’ler

Kitabın çeşitli bölümlerinde bir struct veya enum tanımına uygulayabileceğiniz derive özniteliğinden (attribute) bahsettik. derive özniteliği, derive sözdizimiyle işaretlediğiniz tür üzerinde ilgili trait’i kendi varsayılan davranışıyla uygulayacak kodu otomatik olarak üretir.

Bu ekte, standart kütüphanede bulunan ve derive ile kullanabileceğiniz tüm trait’ler için bir başvuru kaynağı sunuyoruz. Her alt bölüm şu konuları kapsar:

• Bu trait’i türetmenin hangi operatörleri ve metotları etkinleştireceği
• derive tarafından sağlanan trait uygulamasının ne yaptığı
• Trait’i uygulamanın tür hakkında ne ifade ettiği
• Trait’i uygulamanıza izin verilen veya verilmeyen koşullar
• Trait’i gerektiren işlem örnekleri

derive özniteliğinin sağladığı davranıştan farklı bir davranış istiyorsanız, bu trait’leri elle nasıl uygulayacağınıza ilişkin ayrıntılar için her bir trait’in standart kütüphane belgelendirmesine başvurabilirsiniz.

Burada listelenen trait’ler, standart kütüphane tarafından tanımlanmış olup kendi türleriniz üzerinde derive ile uygulanabilen yegâne trait’lerdir. Standart kütüphanede tanımlanan diğer trait’lerin her türe uyan mantıklı bir varsayılan davranışı yoktur; bu nedenle onları amacınıza uygun biçimde uygulamak size bırakılmıştır.

Türetilemeyen bir trait’e örnek olarak, son kullanıcılara yönelik biçimlendirmeyi yöneten Display trait’i verilebilir. Bir türü son kullanıcıya en uygun biçimde nasıl göstereceğinizi her zaman düşünmeniz gerekir: Türün hangi kısımlarını son kullanıcının görmesine izin verilmeli? Hangi alanlar kullanıcı için anlamlıdır? Veriyi hangi biçimde sunmak en anlaşılır olur? Rust derleyicisi bu öngörüye sahip olmadığından sizin adınıza uygun bir varsayılan Display davranışı üretemez.

Bu ekte sunulan türetilebilir trait listesi ekosistemin tamamını kapsamaz: Harici kütüphaneler kendi trait’leri için derive desteği sağlayabilir; bu da derive ile kullanabileceğiniz trait listesini ucu açık hâle getirir (örneğin serileştirme için serde::Serialize ve serde::Deserialize). Özel bir derive tanımlamak, Bölüm 20’deki “Özel derive Makroları” bölümünde ele alınan prosedürel makroların kullanılmasını içerir.

Programcı Çıktısı İçin Debug

Debug trait’i, biçimlendirme stringlerinde {} yer tutucularının içine :? (veya okunaklı çok satırlı çıktı için :#?) ekleyerek belirttiğiniz hata ayıklama biçimlendirmesini etkinleştirir.

Debug trait’i, hata ayıklama amacıyla bir türün örneklerini yazdırmanıza olanak tanır; böylece siz ve türünüzü kullanan diğer programcılar, programın yürütülmesindeki belirli bir noktada bir örneğin iç durumunu inceleyebilirsiniz.

Debug trait’i örneğin assert_eq! makrosunun kullanımında zorunludur. Bu makro, eşitlik doğrulaması başarısız olduğunda programcıların iki örneğin neden eşit olmadığını görebilmeleri için argüman olarak verilen örneklerin değerlerini ekrana yazdırır.

Eşitlik Karşılaştırmaları İçin PartialEq ve Eq

PartialEq trait’i, eşitliği denetlemek üzere bir türün örneklerini karşılaştırmanıza olanak tanır ve == ile != operatörlerinin kullanımını etkinleştirir.

PartialEq türetmek eq metodunu uygular (ne metodu varsayılan uygulamaya sahiptir). PartialEq struct’lar üzerinde türetildiğinde iki örnek yalnızca tüm alanları eşitse birbirine eşittir; herhangi bir alan farklıysa örnekler eşit değildir. Enum’lar üzerinde türetildiğinde ise her varyant yalnızca kendi varyantındaki eşdeğer değerlere eşittir ve diğer tüm varyantlara eşit değildir.

PartialEq trait’i örneğin bir türün iki örneğini eşitlik açısından karşılaştırması gereken assert_eq! makrosunda gereklidir.

Eq trait’inin hiçbir metodu yoktur. Amacı, işaretlenen türün her değeri için o değerin kendisine eşit olduğunu (yansıma özelliğini, yani x == x koşulunu) bildirmektir. Eq trait’i yalnızca aynı zamanda PartialEq uygulayan türlere uygulanabilir; ancak PartialEq uygulayan her tür Eq uygulayamaz. Bunun klasik örneği kayan noktalı sayı türleridir (f32, f64): IEEE 754 standardına göre iki “sayı değil” (NaN) örneği birbirine eşit değildir (f64::NAN != f64::NAN).

Eq trait’inin gerekli olduğu bir duruma örnek olarak, HashMap<K, V> yapısının iki anahtarın aynı olup olmadığını kesin biçimde ayırt edebilmesi için HashMap<K, V> anahtarları (K) verilebilir.

Sıralama Karşılaştırmaları İçin PartialOrd ve Ord

PartialOrd trait’i, sıralama amacıyla bir türün örneklerini karşılaştırmanıza olanak tanır. PartialOrd uygulayan bir tür <, >, <= ve >= operatörleriyle kullanılabilir. PartialOrd trait’ini yalnızca aynı zamanda PartialEq uygulayan türlere uygulayabilirsiniz.

PartialOrd türetmek, verilen değerler geçerli bir sıralama üretmediğinde None olan bir Option<Ordering> döndüren partial_cmp metodunu uygular. Türdeki çoğu değer karşılaştırılabilmesine rağmen sıralama üretmeyen bir değere örnek yine NaN kayan noktalı değeridir: Herhangi bir kayan noktalı sayı ile NaN değeri üzerinde partial_cmp çağırmak None döndürür.

Struct’lar üzerinde türetildiğinde PartialOrd, her alandaki değerleri alanların struct tanımında göründükleri sırayla (sözlük düzeninde) karşılaştırarak iki örneği kıyaslar. Enum’lar üzerinde türetildiğinde ise enum tanımında daha önce bildirilen varyantlar, daha sonra bildirilen varyantlardan daha küçük kabul edilir.

PartialOrd trait’i örneğin rand crate’inde bir aralık ifadesiyle belirtilen sınırlar içinde rastgele değer üreten random_range (eski sürümlerde gen_range) metodu için gereklidir.

Ord trait’i, işaretlenen türün herhangi iki değeri için daima geçerli bir tam sıralamanın (total ordering) var olacağını garanti eder. Her zaman geçerli bir sıralama mümkün olacağından Ord trait’i, Option<Ordering> yerine doğrudan Ordering döndüren cmp metodunu uygular. Ord trait’ini yalnızca aynı zamanda PartialOrd ve Eq uygulayan türlere uygulayabilirsiniz (Eq de PartialEq gerektirir). Struct’lar ve enum’lar üzerinde türetildiğinde cmp, PartialOrd için türetilen partial_cmp uygulamasıyla aynı sırayı izler.

Ord trait’inin gerekli olduğu duruma örnek olarak, verileri değerlerin sıralama düzenine göre saklayan BTreeSet<T> veya BTreeMap<K, V> veri yapılarında öğe/anahtar saklamak ya da bir dilim üzerinde .sort() çağırmak verilebilir.

Değerleri Çoğaltmak İçin Clone ve Copy

Clone trait’i, bir değerin derin kopyasını açıkça oluşturmanıza olanak tanır; bu çoğaltma süreci isteğe bağlı özel kod çalıştırmayı ve öbek (heap) verilerini kopyalamayı içerebilir. Clone hakkında daha fazla bilgi için Bölüm 4’teki “Değişkenlerin ve Verilerin Clone ile Etkileşimi” bölümüne bakın.

Clone türetmek, türün tamamı üzerinde çağrıldığında türün her bir parçası üzerinde clone çağıran clone metodunu uygular. Bu da Clone türetebilmek için türdeki tüm alanların veya varyant değerlerinin de Clone uygulaması gerektiği anlamına gelir.

Clone trait’inin gerekli olduğu duruma bir örnek, bir dilim (&[T]) üzerinde to_vec metodunu çağırmaktır. Dilim içerdiği tür örneklerinin sahibi değildir, ancak to_vec çağrısından döndürülen Vec<T> kendi örneklerinin sahibi olmak zorundadır; bu nedenle to_vec her öğe üzerinde clone çağırır. Dolayısıyla dilimde saklanan türün Clone uygulaması gerekir.

Copy trait’i, bir değeri oluşturan bitleri kopyalayarak çoğaltmanıza olanak tanır; bu işlem için türe özel bir klonlama kodu çalıştırılmaz. Bu özellik değerin yığında mı, öbekte mi tutulduğuna bağlı değildir. Copy hakkında daha fazla bilgi için Bölüm 4’teki “Yalnızca Yığındaki Veri: Copy” bölümüne bakın.

Copy trait’i, programcıların herhangi bir metodu özel olarak uygulayıp “arka planda hiçbir özel kod çalıştırılmadığı” varsayımını ihlal etmesini önlemek amacıyla hiçbir metot tanımlamaz. Bu sayede tüm programcılar bir Copy değerini kopyalamanın çok hızlı (yalnızca bit düzeyinde kopyalama) olacağını güvenle varsayabilir.

Tüm parçaları Copy uygulayan herhangi bir tür üzerinde Copy türetebilirsiniz. Copy uygulayan bir tür aynı zamanda Clone da uygulamak zorundadır (#[derive(Copy, Clone)]); çünkü Copy uygulayan her tür, Copy ile birebir aynı işi yapan önemsiz (trivial) bir Clone uygulamasına sahiptir.

Copy trait’i bir trait sınırı olarak nadiren zorunlu tutulur; ancak Copy uygulayan türlerde sahiplik taşınmadığı için clone çağırmanız gerekmez ve bu da kodu çok daha özlü kılar.

Copy ile mümkün olan her şeyi Clone ile de gerçekleştirebilirsiniz; ancak kod daha yavaş çalışabilir veya belirli noktalarda açıkça .clone() çağırmanızı gerektirebilir.

Bir Değeri Sabit Boyutlu Bir Değere Eşlemek İçin Hash

Hash trait’i, isteğe bağlı boyuttaki bir türün örneğini alıp bir karma (hash) fonksiyonu kullanarak sabit boyutlu bir değere eşlemenize olanak tanır. Hash türetmek hash metodunu uygular. hash metodunun türetilen uygulaması, türün her bir parçası üzerinde hash çağrılmasından elde edilen sonuçları birleştirir; dolayısıyla Hash türetebilmek için tüm alanların veya varyant değerlerinin de Hash uygulaması gerekir.

Hash trait’inin gerekli olduğu duruma bir örnek, verileri verimli biçimde depolamak üzere HashMap<K, V> veya HashSet<T> içinde anahtar saklamaktır.

Varsayılan Değerler İçin Default

Default trait’i, bir tür için varsayılan bir değer oluşturmanıza olanak tanır. Default türetmek default ilişkili fonksiyonunu uygular. default fonksiyonunun türetilen uygulaması, bir struct’ın her bir alanı üzerinde default fonksiyonunu çağırır; bu da bir struct üzerinde Default türetebilmek için tüm alanların da Default uygulaması gerektiği anlamına gelir (enum’lar için aşağıdaki nota bakın).

Default::default fonksiyonu, sıklıkla Bölüm 5’teki “Struct Güncelleme Sözdizimi ile Örnekler Oluşturma” bölümünde ele alınan struct güncelleme sözdizimiyle birlikte kullanılır. Bir struct’ın yalnızca birkaç alanını özelleştirip geri kalan tüm alanlara ..Default::default() yazarak varsayılan değerlerini atayabilirsiniz.

Default trait’i örneğin Option<T> örnekleri üzerinde unwrap_or_default metodunu kullandığınızda gereklidir: Option<T> değeri None ise unwrap_or_default metodu, içerideki T türü için Default::default sonucunu döndürür.