附录 C：可派生的 trait
在本书的各个章节中，我们讨论过 derive 属性，它可以应用于结构体或枚举的定义。derive 属性会生成代码，在你用 derive 语法标注的类型上，以默认实现的方式实现对应的 trait。
在本附录中，我们提供了标准库中所有可以与 derive 一起使用的 trait 的参考。每个小节涵盖：
- 派生该 trait 将启用哪些运算符和方法
derive提供的 trait 实现做了什么- 实现该 trait 对类型意味着什么
- 允许或不允许实现该 trait 的条件
- 需要该 trait 的操作示例
如果你希望获得与 derive 属性所提供的不同的行为，请查阅标准库文档中每个 trait 的详细信息，了解如何手动实现它们。
这里列出的 trait 是标准库中唯一可以通过 derive 在你的类型上实现的 trait。标准库中定义的其他 trait 没有合理的默认行为，因此需要你以符合自身目标的方式来实现它们。
一个不能被派生的 trait 的例子是 Display，它处理面向最终用户的格式化。你应该始终考虑向最终用户展示一个类型的恰当方式。最终用户应该被允许看到类型的哪些部分？他们会觉得哪些部分是相关的？什么样的数据格式对他们最有意义？Rust 编译器没有这种洞察力，因此无法为你提供合适的默认行为。
本附录中提供的可派生 trait 列表并不是详尽无遗的：库可以为自己的 trait 实现 derive，使得可以使用 derive 的 trait 列表真正是开放式的。实现 derive 涉及使用过程宏（procedural macro），这在第 20 章的“自定义 derive 宏”部分有介绍。
用于程序员输出的 Debug
Debug trait 启用格式化字符串中的调试格式化，你可以通过在 {} 占位符中添加 :? 来使用它。
Debug trait 允许你以调试为目的打印类型的实例，这样你和使用你类型的其他程序员就可以在程序执行的某个特定点检查实例的内容。
Debug trait 是必需的，例如在使用 assert_eq! 宏时。如果相等断言失败，这个宏会打印作为参数传入的实例的值，以便程序员可以看到为什么两个实例不相等。
用于相等比较的 PartialEq 和 Eq
PartialEq trait 允许你比较类型的实例以检查是否相等，并启用 == 和 != 运算符的使用。
派生 PartialEq 会实现 eq 方法。当在结构体上派生 PartialEq 时，只有当_所有_字段都相等时两个实例才相等，只要有_任何_字段不相等则实例不相等。当在枚举上派生时，每个变体等于自身，不等于其他变体。
PartialEq trait 是必需的，例如在使用 assert_eq! 宏时，该宏需要能够比较两个类型实例是否相等。
Eq trait 没有方法。它的作用是表明对于被标注类型的每一个值，该值都等于自身。Eq trait 只能应用于同时实现了 PartialEq 的类型，但并非所有实现了 PartialEq 的类型都能实现 Eq。浮点数类型就是一个例子：浮点数的实现规定，两个非数值（NaN）实例彼此不相等。
需要 Eq 的一个例子是 HashMap<K, V> 中的键，这样 HashMap<K, V> 才能判断两个键是否相同。
用于排序比较的 PartialOrd 和 Ord
PartialOrd trait 允许你比较类型的实例以进行排序。实现了 PartialOrd 的类型可以使用 <、>、<= 和 >= 运算符。你只能在同时实现了 PartialEq 的类型上应用 PartialOrd trait。
派生 PartialOrd 会实现 partial_cmp 方法，它返回一个 Option<Ordering>，当给定的值无法产生排序时返回 None。即使该类型的大多数值可以比较，仍有一个无法产生排序的值的例子，那就是浮点数的 NaN 值。对任何浮点数和 NaN 浮点值调用 partial_cmp 都会返回 None。
当在结构体上派生时，PartialOrd 按照字段在结构体定义中出现的顺序依次比较每个字段的值。当在枚举上派生时，在枚举定义中较早声明的变体被认为小于较晚列出的变体。
PartialOrd trait 是必需的，例如 rand crate 中的 gen_range 方法，它在由范围表达式指定的区间内生成随机值。
Ord trait 表明对于被标注类型的任意两个值，都存在有效的排序。Ord trait 实现了 cmp 方法，它返回 Ordering 而非 Option<Ordering>，因为有效的排序总是存在的。你只能在同时实现了 PartialOrd 和 Eq（而 Eq 又要求 PartialEq）的类型上应用 Ord trait。当在结构体和枚举上派生时，cmp 的行为与 PartialOrd 的派生实现中 partial_cmp 的行为相同。
需要 Ord 的一个例子是在 BTreeSet<T> 中存储值，这是一种根据值的排序顺序来存储数据的数据结构。
用于复制值的 Clone 和 Copy
Clone trait 允许你显式地创建一个值的深拷贝，复制过程可能涉及运行任意代码和复制堆上的数据。有关 Clone 的更多信息，请参阅第 4 章的“变量与数据交互的方式：克隆”部分。
派生 Clone 会实现 clone 方法，当为整个类型实现时，它会对类型的每个组成部分调用 clone。这意味着类型中的所有字段或值也必须实现 Clone 才能派生 Clone。
需要 Clone 的一个例子是在切片上调用 to_vec 方法。切片并不拥有它所包含的类型实例，但从 to_vec 返回的向量需要拥有其实例，因此 to_vec 会对每个元素调用 clone。因此，存储在切片中的类型必须实现 Clone。
Copy trait 允许你仅通过复制存储在栈上的位来复制一个值，不需要运行任何额外的代码。有关 Copy 的更多信息，请参阅第 4 章的“仅在栈上的数据：Copy”部分。
Copy trait 没有定义任何方法，以防止程序员重载这些方法并违反不运行任意代码的假设。这样，所有程序员都可以假定复制一个值会非常快。
你可以在所有组成部分都实现了 Copy 的任何类型上派生 Copy。实现了 Copy 的类型也必须实现 Clone，因为实现了 Copy 的类型有一个简单的 Clone 实现，执行与 Copy 相同的任务。
Copy trait 很少是必需的；实现了 Copy 的类型可以进行优化，这意味着你不必调用 clone，从而使代码更简洁。
用 Copy 能做到的一切，用 Clone 也能做到，只是代码可能会更慢，或者需要在某些地方使用 clone。
用于将值映射为固定大小值的 Hash
Hash trait 允许你获取任意大小的类型实例，并使用哈希函数将该实例映射为固定大小的值。派生 Hash 会实现 hash 方法。hash 方法的派生实现会将对类型各个组成部分调用 hash 的结果组合起来，这意味着所有字段或值也必须实现 Hash 才能派生 Hash。
需要 Hash 的一个例子是在 HashMap<K, V> 中存储键，以便高效地存储数据。
用于默认值的 Default
Default trait 允许你为类型创建一个默认值。派生 Default 会实现 default 函数。default 函数的派生实现会对类型的每个组成部分调用 default 函数，这意味着类型中的所有字段或值也必须实现 Default 才能派生 Default。
Default::default 函数通常与第 5 章“使用结构体更新语法从其他实例创建实例”部分讨论的结构体更新语法结合使用。你可以自定义结构体的几个字段，然后通过 ..Default::default() 为其余字段设置和使用默认值。
Default trait 在你对 Option<T> 实例使用 unwrap_or_default 方法时是必需的。如果 Option<T> 是 None，unwrap_or_default 方法将返回存储在 Option<T> 中的类型 T 的 Default::default 的结果。