第 5 条：理解类型转换

Rust 的类型转换分为三个类别：

• 手动：通过实现 From 和 Into trait 提供的用户定义类型转换
• 半自动：使用 as 关键字在值之间进行显式转换
• 自动：隐式强制转换为新类型

本章节的重点主要是第一种，即手动转换类型，因为后两种大多数情况下不适用于用户定义类型的转换。但也有一些例外，所以本章节最后的部分将讨论转换和强制类型转换 —— 包括它们如何适用于用户定义的类型。

请注意，与许多较旧的语言不同，Rust 在数值类型之间不会执行自动转换。这甚至适用于整数类型的“安全”转换：

let x: u32 = 2;
let y: u64 = x;

error[E0308]: mismatched types
  --> src/main.rs:70:18
   |
70 |     let y: u64 = x;
   |            ---   ^ expected `u64`, found `u32`
   |            |
   |            expected due to this
   |
help: you can convert a `u32` to a `u64`
   |
70 |     let y: u64 = x.into();
   |                   +++++++

用户定义类型转换

与语言的其他特性（[第 10 条]）一样，在不同用户定义类型值之间执行转换的能力被封装为标准 trait —— 或者更确切地说，是一组相关的泛型 trait。

表达类型值转换能力的四个相关 trait 如下：

• From<T>：这种类型的项可以由类型 T 的项构建，并且转换总是成功。
• TryFrom<T>：这种类型的项可以由类型 T 的项构建，但转换可能不会成功。
• Into<T>：这种类型的项可以转换为类型 T 的项，并且转换总是成功。
• TryInto<T>：这种类型的项可以转换为类型 T 的项，但转换可能不会成功。

鉴于[第 1 条]中关于在类型系统中表达事物的讨论，发现 Try... 变体的区别在于，唯一的 trait 方法返回一个 Result 而不是保证的新项。Try... trait 定义还要求一个关联类型，它给出了失败情况下发出的错误 E 的类型。

因此，第一条建议是，如果可能转换失败，则实现（仅）Try... trait，与[第 4 条] 一致。另一种方法是忽略错误的可能性（例如，使用 .unwrap()），但这需要是深思熟虑的选择，在大多数情况下，最好将这个选择留给调用者。

类型转换 trait 具有明显的对称性：如果类型 T 可以转换为类型 U（通过 Into<U>），难道这不等于可以通过从类型 T 的项转换来创建类型 U 的项（通过 From<T>）吗？

确实如此，这导致了第二条建议：为转换实现 From trait。Rust 标准库必须在这两个可能性中选择一个，以防止系统在眩晕的圆圈中旋转，[^1] 它选择了自动提供 From 实现的 Into。

如果你正在使用这两个 trait 中的一个，作为你自己新的泛型的 trait 约束，那么建议是相反的：对 trait 约束使用 Into trait。这样，约束将同时满足直接实现 Into 的内容和仅直接实现 From 的内容。

From 和 Into 的文档强调了这种自动转换，但阅读标准库代码的相关部分也值得一读，这是一个泛型 trait 实现：

impl<T, U> Into<U> for T
where
    U: From<T>,
{
    fn into(self) -> U {
        U::from(self)
    }
}

将 trait 规范翻译成文字可以帮助理解更复杂的 trait 约束。在这个案例中，它相当简单："只要 U 已经实现了 From<T>，我就可以为类型 T 实现 Into<U>"。

标准库还包括了为标准库类型实现这些转换 trait 的各种情况。正如你所预期的，对于整数转换，当目标类型包括源类型的所有可能值时（例如，u64 的 From<u32>），会有 From 实现，而当源值可能不适合目标时（例如，u32 的 TryFrom<u64>），会有 TryFrom 实现。

除了前面显示的 Into 版本的泛型 trait 实现之外，还有各种其他的泛型 trait 实现主要用于智能指针类型，允许智能指针从其持有的类型的实例自动构造。这意味着接受智能指针参数的泛型方法也可以用普通的旧项调用；更多内容将在后续介绍和[第 8 条]中展开。

TryFrom trait 还有一个泛型实现，适用于任何已经以...