Rust Programlama Dili

Ek C: Türetilebilir Trait’ler

Kitabın çeşitli yerlerinde, bir struct veya enum tanımına uygulayabileceğiniz derive niteliğinden (attribute) bahsettik. derive niteliği, derive sözdizimi ile açıklamalı (annotated) hale getirdiğiniz tür üzerinde, kendi varsayılan uygulamasıyla (default implementation) birlikte bir trait’i uygulayacak kodu üretir.

Bu ekte, standart kütüphanedeki derive ile kullanabileceğiniz tüm trait’lerin bir referansını sunuyoruz. Her bölüm şunları kapsar:

• Bu trait’i türetmenin (deriving) hangi operatörleri ve metotları etkinleştireceği
• derive tarafından sağlanan trait uygulamasının ne yaptığı
• Trait’i uygulamanın, tür hakkında ne anlama geldiği
• Trait’i uygulamanıza izin verilen veya verilmeyen koşullar
• Trait’i gerektiren işlem örnekleri

Eğer derive niteliği tarafından sağlanan davranıştan farklı bir davranış istiyorsanız, bunları manuel olarak nasıl uygulayacağınızla ilgili ayrıntılar için her bir trait’in standart kütüphane dokümantasyonuna başvurun.

Burada listelenen trait’ler, derive kullanılarak kendi türlerinizde uygulanabilen, standart kütüphane tarafından tanımlanmış yegane trait’lerdir. Standart kütüphanede tanımlanan diğer trait’lerin mantıklı bir varsayılan davranışı yoktur, bu nedenle onları başarmaya çalıştığınız şeye uygun şekilde uygulamak size kalmıştır.

Türetilemeyen (cannot be derived) bir trait örneği, son kullanıcılar için formatlamayı yöneten Display trait’idir. Bir türü son kullanıcıya uygun şekilde göstermenin yolunu her zaman düşünmelisiniz. Türün hangi kısımlarını son kullanıcının görmesine izin verilmeli? Hangi kısımlarını ilgili bulurlar? Verilerin hangi formatı onlar için en uygun olurdu? Rust derleyicisi bu öngörüye sahip değildir, bu yüzden sizin için uygun varsayılan davranışı sağlayamaz.

Bu ekte sağlanan türetilebilir (derivable) trait’lerin listesi kapsamlı değildir: Kütüphaneler kendi trait’leri için derive uygulayabilir, bu da derive ile kullanabileceğiniz trait listesini gerçekten ucu açık hale getirir. derive uygulamak (implementing), Bölüm 20’deki “Özel derive Makroları” kısmında ele alınan prosedürel makroları (procedural macros) kullanmayı içerir.

Programcı Çıktısı İçin Debug

Debug trait’i, {} yer tutucuları içine :? ekleyerek belirttiğiniz format dizelerinde (format strings) hata ayıklama formatlamasını (debug formatting) etkinleştirir.

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

Debug trait’i, örneğin assert_eq! makrosunun kullanımında gereklidir. Bu makro, eğer eşitlik iddiası (equality assertion) başarısız olursa, programcıların iki örneğin neden eşit olmadığını görebilmeleri için argüman olarak verilen örneklerin değerlerini yazdırır.

Eşitlik Karşılaştırmaları İçin PartialEq ve Eq

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

PartialEq türetmek (deriving), eq metodunu uygular. PartialEq struct’larda türetildiğinde, iki örnek yalnızca tüm alanlar (fields) eşitse eşittir ve eğer herhangi bir alan eşit değilse örnekler eşit değildir. Enum’larda türetildiğinde, her varyant kendine eşittir ve diğer varyantlara eşit değildir.

PartialEq trait’i, örneğin, eşitlik için bir türün iki örneğini karşılaştırması gereken assert_eq! makrosunun kullanımıyla gereklidir.

Eq trait’inin hiçbir metodu yoktur. Amacı, açıklama eklenmiş türün (annotated type) her değeri için, değerin kendisine eşit olduğunu bildirmektir. Eq trait’i yalnızca aynı zamanda PartialEq uygulayan türlere uygulanabilir, ancak PartialEq uygulayan tüm türler Eq uygulayamaz. Bunun bir örneği kayan noktalı sayı (floating-point number) türleridir: Kayan noktalı sayıların uygulaması, sayı değil (NaN - not-a-number) değerinin iki örneğinin birbirine eşit olmadığını belirtir.

Eq’in gerekli olduğu bir duruma örnek olarak, HashMap<K, V>’nin iki anahtarın aynı olup olmadığını anlayabilmesi için bir HashMap<K, V>’deki anahtarlar (keys) 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 bir sıralama üretmediğinde None olacak bir Option<Ordering> döndüren partial_cmp metodunu uygular. O türdeki çoğu değer karşılaştırılabilmesine rağmen sıralama üretmeyen bir değere örnek, NaN kayan noktalı değeridir. Herhangi bir kayan noktalı sayı ve NaN kayan noktalı değeri ile partial_cmp çağırmak None döndürecektir.

Struct’larda türetildiğinde, PartialOrd iki örneği, her bir alandaki değeri struct tanımında göründükleri sıraya göre karşılaştırarak karşılaştırır. Enum’larda türetildiğinde, enum tanımında daha önce bildirilen (declared) enum varyantlarının, daha sonra listelenen varyantlardan daha küçük olduğu kabul edilir.

PartialOrd trait’i, örneğin, rand crate’inden gelen ve bir aralık ifadesi (range expression) tarafından belirtilen aralıkta rastgele bir değer üreten gen_range metodu için gereklidir.

Ord trait’i, açıklama eklenmiş türün (annotated type) herhangi iki değeri için geçerli (valid) bir sıralama var olacağını bilmenizi sağlar. Ord trait’i, her zaman geçerli bir sıralama mümkün olacağı için Option<Ordering> yerine 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’larda türetildiğinde, cmp, partial_cmp için türetilen uygulamanın (derived implementation) PartialOrd ile aynı şekilde davranır.

Ord’un gerekli olduğu duruma örnek olarak, verileri değerlerin sıralama düzenine (sort order) göre saklayan bir veri yapısı olan BTreeSet<T>’de değerleri saklamak verilebilir.

Değerleri Kopyalamak İçin Clone ve Copy

Clone trait’i, bir değerin derin kopyasını (deep copy) açıkça oluşturmanıza olanak tanır ve çoğaltma (duplication) süreci keyfi kod (arbitrary code) çalıştırmayı ve heap verilerini kopyalamayı içerebilir. Clone hakkında daha fazla bilgi için Bölüm 4’teki “Clone ile Etkileşime Giren Değişkenler ve Veriler” kısmına bakın.

Clone türetmek (deriving), tüm tür için uygulandığında türün parçalarının her birinde clone çağıran clone metodunu uygular. Bu, Clone türetmek için türdeki tüm alanların veya değerlerin de Clone uygulaması (implement Clone) gerektiği anlamına gelir.

Clone’un gerekli olduğu duruma bir örnek, bir dilim (slice) üzerinde to_vec metodunu çağırmaktır. Dilim, içerdiği tür örneklerine sahip değildir, ancak to_vec’den döndürülen vektörün kendi örneklerine sahip olması gerekecektir, bu nedenle to_vec her öğe üzerinde clone çağırır. Böylece, dilimde saklanan tür Clone uygulamalıdır.

Copy trait’i, bir değeri yalnızca yığında (stack) saklanan bitleri kopyalayarak çoğaltmanıza olanak tanır; keyfi bir kod gerekli değildir. Copy hakkında daha fazla bilgi için Bölüm 4’teki “Yalnızca Yığın Verileri: Copy” kısmına bakın.

Copy trait’i, programcıların bu metotları aşırı yüklemesini (overloading) ve keyfi hiçbir kodun çalıştırılmadığı varsayımını ihlal etmesini önlemek için hiçbir metot tanımlamaz. Bu sayede tüm programcılar bir değeri kopyalamanın çok hızlı olacağını varsayabilir.

Tüm parçaları Copy uygulayan (implement Copy) herhangi bir tür üzerinde Copy türetebilirsiniz (derive). Copy uygulayan bir tür, Clone’u da uygulamalıdır, çünkü Copy uygulayan bir tür, Copy ile aynı görevi yerine getiren önemsiz (trivial) bir Clone uygulamasına sahiptir.

Copy trait’i nadiren zorunludur; Copy uygulayan türlerin optimizasyonları mevcuttur, yani clone çağırmak zorunda kalmazsınız, bu da kodu daha öz hale getirir.

Copy ile mümkün olan her şeyi Clone ile de başarabilirsiniz, ancak kod daha yavaş olabilir veya yer yer clone kullanmak zorunda kalabilir.

Bir Değeri Sabit Boyutlu Bir Değerle Eşlemek İçin Hash

Hash trait’i, rastgele boyuttaki (arbitrary size) bir türün örneğini almanıza ve bu örneği bir hash (karma) fonksiyonu kullanarak sabit boyutlu bir değerle eşlemenize olanak tanır. Hash türetmek hash metodunu uygular. hash metodunun türetilen uygulaması, türün parçalarının her birinde hash çağrısının sonucunu birleştirir, bu da Hash türetmek için tüm alanların veya değerlerin de Hash uygulaması gerektiği anlamına gelir.

Hash’in gerekli olduğu duruma bir örnek, verileri verimli bir şekilde saklamak için bir HashMap<K, V>’de anahtarları saklamaktır.

Varsayılan Değerler İçin Default

Default trait’i, bir tür için varsayılan (default) bir değer oluşturmanıza olanak tanır. Default türetmek default fonksiyonunu uygular. default fonksiyonunun türetilen uygulaması (derived implementation), türün her bir parçasında default fonksiyonunu çağırır, bu da Default türetmek için türdeki tüm alanların veya değerlerin de Default uygulaması gerektiği anlamına gelir.

Default::default fonksiyonu, genellikle Bölüm 5’teki “Struct Güncelleme Sözdizimi ile Diğer Örneklerden Örnekler Oluşturma” kısmında tartışılan struct güncelleme sözdizimi ile birlikte kullanılır. Bir struct’ın birkaç alanını özelleştirebilir ve ardından ..Default::default() kullanarak alanların geri kalanı için varsayılan bir değeri ayarlayabilir ve kullanabilirsiniz.

Örneğin, Option<T> örneklerinde unwrap_or_default metodunu kullandığınızda Default trait’i gereklidir. Eğer Option<T> None ise, unwrap_or_default metodu, Option<T> içinde saklanan T türü için Default::default sonucunu döndürecektir.