Into/From 及其在 String 和 &str 互轉上的應用

std::convert 下面，有兩個 Trait，Into/From，它們是一對孿生姐妹。它們的作用是配合泛型，進行一些設計上的歸一化處理。

它們的基本形式為： From<T> 和 Into<T>。

From

對於類型為 U 的對象 foo，如果它實現了 From<T>，那麼，可以通過 let foo = U::from(bar) 來生成自己。這裡，bar 是類型為 T 的對象。

下面舉一例，因為 String 實現了 From<&str>，所以 String 可以從 &str 生成。

let string = "hello".to_string();
let other_string = String::from("hello");

assert_eq!(string, other_string);

Into

對於一個類型為 U: Into<T> 的對象 foo，Into 提供了一個函數：.into(self) -> T，調用 foo.into() 會消耗自己（轉移資源所有權），生成類型為 T 的另一個新對象 bar。

這句話，說起來有點抽象。下面拿一個具體的實例來輔助理解。

fn is_hello<T: Into<Vec<u8>>>(s: T) {
   let bytes = b"hello".to_vec();
   assert_eq!(bytes, s.into());
}

let s = "hello".to_string();
is_hello(s);

因為 String 類型實現了 Into<Vec<u8>>。

下面拿一個實際生產中字符串作為函數參數的例子來說明。

在我們設計庫的 API 的時候，經常會遇到一個惱人的問題，函數參數如果定為 String，則外部傳入實參的時候，對字符串字面量，必須要做 .to_string() 或 .to_owned() 轉換，參數一多，就是一件又乏味又醜的事情。（而反過來設計的話，對初學者來說，又會遇到一些生命週期的問題，比較麻煩，這個後面論述）

那存不存在一種方法，能夠使傳參又能夠接受 String 類型，又能夠接受 &str 類型呢？答案就是泛型。而僅是泛型的話，太寬泛。因此，標準庫中，提供了 Into<T> 來為其做約束，以便方便而高效地達到我們的目的。

比如，我們有如下結構體：

struct Person {
    name: String,
}

impl Person {
    fn new (name: String) -> Person {
        Person { name: name }
    }
}

我們在調用的時候，是這樣的：

let name = "Herman".to_string();
let person = Person::new(name);

如果直接寫成：

let person = Person::new("Herman");

就會報類型不匹配的錯誤。

好了，下面 Into 出場。我們可以定義結構體為

struct Person {
    name: String,
}

impl Person {
    fn new<S: Into<String>>(name: S) -> Person {
        Person { name: name.into() }
    }
}

然後，調用的時候，下面兩種寫法都是可以的：

fn main() {
    let person = Person::new("Herman");
    let person = Person::new("Herman".to_string());
}

我們來仔細分析一下這一塊的寫法

impl Person {
    fn new<S: Into<String>>(name: S) -> Person {
        Person { name: name.into() }
    }
}

參數類型為 S， 是一個泛型參數，表示可以接受不同的類型。S: Into<String> 表示 S 類型必須實現了 Into<String>（約束）。而 &str 類型，符合這個要求。因此 &str 類型可以直接傳進來。

而 String 本身也是實現了 Into<String> 的。當然也可以直接傳進來。

然後，下面 name: name.into() 這裡也挺神祕的。它的作用是將 name 轉換成 String 類型的另一個對象。當 name 是 &str 時，它會轉換成 String 對象，會做一次字符串的拷貝（內存的申請、複製）。而當 name 本身是 String 類型時，name.into() 不會做任何轉換，代價為零（有沒有恍然大悟）。

根據參考資料，上述內容通過下面三式獲得：

impl<'a> From<&'a str> for String {}
impl<T> From<T> for T {}
impl<T, U> Into<U> for T where U: From<T> {}

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