Generics: Thoát khỏi sự kìm kẹp của Type cứng

Trong các ngôn ngữ định kiểu tĩnh (Statically Typed) như Java, C++ hay Rust, khi bạn viết một hàm tìm giá trị lớn nhất của 2 số nguyên, bạn phải gõ:

fn so_lon_nhat(a: i32, b: i32) -> i32 { ... }

Nếu ngày mai dự án cần tìm số lớn nhất của hai số thực (f64), hoặc hai ký tự (char), bạn lại phải hùng hục copy dán code ra thêm 2 hàm mới tinh mang tên so_thuc_lon_nhat, ki_tu_lon_nhat. Quá tồi tệ trong việc nguyên lý lập trình DRY (Don’t Repeat Yourself).

Giải pháp cho vấn đề này là Generics — thay vì ép cứng nó là i32 hay f64, ta truyền vào một CÁI TÊN THAY THẾ (Thường viết tắt là T - Type).

1. Viết Generics trong Hàm (Function)

Hãy xem cách chúng ta bẻ gãy mọi khuôn mẫu:

// Khai báo <T> cho Rust biết: "T là một kiểu bất kỳ do khách hàng quyết định"
// Yêu cầu `PartialOrd` là bắt buộc để Rust biết T có thể so sánh lớn/nhỏ
fn so_lon_nhat<T: std::cmp::PartialOrd>(a: T, b: T) -> T {
    if a > b {
        a
    } else {
        b
    }
}

fn main() {
    println!("Lớn nhất: {}", so_lon_nhat(50, 20));       // T tự động thế thành i32
    println!("Lớn nhất: {}", so_lon_nhat(50.5, 90.1));   // T tự động thế thành f64
    println!("Lớn nhất: {}", so_lon_nhat('a', 'z'));     // T thế thành char
}

Bây giờ hàm so_lon_nhat có thể nuốt mọi kiều dữ liệu tồn tại trên địa cầu, miễn là loại đó thỏa mãn điều kiện CÓ THỂ SO SÁNH (PartialOrd).

2. Viết Generics trong Cấu trúc Dữ liệu (Struct & Enum)

Ở những bài trước, bạn đã vô tình dùng Generics cực kì nhuần nhuyễn mà không hề hay biết!

Vec<T> là một Struct Generics. Vector Mảng này được thiết kế trống rỗng về kiểu. Khi bạn chạy Vec::<i32>::new(), bạn đang bơm xi lăng i32 vào thế chỗ chữ T. Hai vị cứu tinh của Rust là Option và Result cũng vậy:

enum Option<T> {
    Some(T),
    None,
}

enum Result<T, E> { // E đại diện cho Kiểu của Lỗi (Error)
    Ok(T),
    Err(E),
}

Khởi tạo Trục tọa độ 2D đa hình:

struct ToaDo<T, U> {
    x: T,
    y: U,
}

// X có thể là i32, Y có thể là số thực f64!
let diem = ToaDo { x: 5, y: 10.5 };

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Việc dùng Generics có làm chậm ứng dụng khi chạy như ở Java / C# không?

Một tính năng GÂY THƯƠNG NHỚ của Rust là Monomorphization (Đơn hình hóa). Lúc bạn gõ code T, nó đa hình. Nhưng đến lúc bạn Compile (Biên dịch) bằng Cargo, gã Compiler tự động chui vào code của bạn, quét xem bạn đã lấy hàm đó gán mấy kiều thực tế. Nếu nó thấy bạn gọi với i32 và f64, Cỗ máy Compilation âm thầm Dịch và COPY RA 2 HÀM con nhộng riêng biệt ứng với đúng kiểu i32 và f64 đưa xuống vi xử lý CPU. Kết quả: Tốc độ chạy lúc Runtime (Lúc khách hàng xài app) là NHANH BẠO LỰC CỰC ĐẠI, tốc độ vút ngang bằng việc bạn gõ code tường minh thủ công. Điểm trừ duy nhất là dạn phình to file .exe lúc build (Compile time dài hơn một tẹo).

Sẵn sàng cho Ngày 12? Việc khống chế chữ T không được biến thành Array mảng nếu mình mang đem Hàm Phép Cộng là do chức năng của một Kẻ canh gác tên là Trait. Ngày mai chúng ta sẽ đào sâu khái niệm Mỏ Vàng này tại: [Day 12: Traits - Lập pháp Hành vi].