具有多个结构的泛型和依赖倒置

Posted 2023-02-18

【中文标题】具有多个结构的泛型和依赖倒置

【英文标题】：Generics and dependency inversion with multiple structs

【发布时间】：2021-12-28 10:24:42

【问题描述】：

我正在尝试在 Rust 中创建一个干净的架构结构，其中一些结构使用特征进行依赖倒置。

我的想法基本上是：

只有一个字段的User 模型。 符合存储库特征/接口的存储库，其中包含从 mysql 数据库检索用户的方法。 一个依赖于存储库特征/接口的用例，并在使用new 方法实例化时接收此存储库的实例。我还持有一个execute 方法来触发存储库操作。 依赖于用例特征/接口的控制器，并在使用new 方法对其进行实例化时接收此用例的实例。它还包含一个execute 方法来触发用例操作。

  User:
  + id

  UserRepository complies with IUserRepository:
  - get_all_users: () -> Vec<Users>

  GetUsersUseCase complies with IGetUsersUseCase:
  + user_repository: IUserRepository
  - new: (user_repository: IUserRepository) -> GetUsersUseCase
  - execute: () -> Vec<Users>

  GetUsersController:
  + get_users_use_case: IGetUsersUseCase
  - new: (user_use_case: IGetUsersUseCase) -> GetUsersController
  - execute: () -> Vec<Users>

我有一个实现，但是泛型有问题。基本代码：

游乐场：https://play.rust-lang.org/?version=stable&mode=debug&edition=2021&gist=ca1f4f9d6cfe4df2864d7e574966ad6b.

代码：

// MODEL
#[derive(Debug)]
struct User 
  id: i8,


// REPOSITORY for DB
trait IUserRepository 
  fn get_users(&self) -> Vec<User>;


struct MySQLUserRepository;

impl IUserRepository for MySQLUserRepository 
  fn get_users(&self) -> Vec<User> 
    let mock_user1 = User  id: 1 ;
    let mock_user2 = User  id: 2 ;
    let mock_users = vec![mock_user1, mock_user2];

    mock_users
  


// USE CASE
trait IGetUsersUseCase 
  fn new<T: IUserRepository>(repository: T) -> GetUsersUseCase<T>;
  fn execute(&self) -> Vec<User>;


struct GetUsersUseCase<T> 
  user_repo: T,


impl<T: IUserRepository> IGetUsersUseCase for GetUsersUseCase<T> 
  fn new<K: IUserRepository>(user_repo: K) -> GetUsersUseCase<K> 
    GetUsersUseCase  user_repo 
  

  fn execute(&self) -> Vec<User> 
    let users = self.user_repo.get_users();
    users
  


// CONTROLLER for HTTP requests
struct GetUsersController<T> 
  get_users_use_case: T,


impl<T: IGetUsersUseCase> GetUsersController<T> 
  fn new(get_users_use_case: T) -> GetUsersController<T> 
    GetUsersController  get_users_use_case 
  

  fn execute(&self) -> Vec<User> 
    let users = self.get_users_use_case.execute();
    users
  


fn main() 
  // Lets imagine we are handling an HTTP request
  let mysql_repo = MySQLUserRepository ;
  // Error here: cannot infer type for type parameter `T` declared on the struct `GetUsersUseCase`
  let get_users_use_case = GetUsersUseCase::new(mysql_repo);
  let get_users_controller = GetUsersController::new(get_users_use_case);
  let users = get_users_controller.execute();
  println!(":?", users);

如您所见，问题在于 GetUsersUseCase —impl<T: IUserRepository> IGetUsersUseCase for GetUsersUseCase<T>- 的实现。由于实现接收两个泛型参数，在构造GetUsersUseCase::new(mysql_repo) 时收到以下错误：

cannot infer type for type parameter `T` declared on the struct `GetUsersUseCase`rustc(E0282)

解决方法是将user_repoGetUsersUseCase 公开，而不是像往常一样使用GetUsersUseCase::new(mysql_repo) 实例化它：

[…]
struct GetUsersUseCase<T> 
  pub user_repo: T,

[…]
let get_users_use_case = GetUsersUseCase 
  user_repo: mysql_repo,
;
[…]

这可行，但我真的很想知道如何使用公共函数构造结构而不暴露私有字段。

这是公开该字段的操场：https://play.rust-lang.org/?version=stable&mode=debug&edition=2021&gist=917cee9d969dccd08c4e27753d04994f

欢迎任何想法！

【问题讨论】：

你可以这样帮忙编译，第64行let get_users_use_case = GetUsersUseCase::<MySQLUserRepository>::new(mysql_repo);

非常感谢。它可以工作，并且保持依赖关系方向。但是，就良好实践而言……这是否意味着我的结构复杂或不切实际？

您的结构显然受到 OOP MVC 模型的启发，而 Rust 有一些方法可以做到这一点。您可以阅读此文档 (doc.rust-lang.org/book/ch17-00-oop.html) 但是，我的观点是，尝试将 OOP 范式与更面向功能的 Rust 一起使用可能会很困难。您可以在 Diesel (diesel.rs) 等板条箱中找到灵感

注意：我使用的结构与 MVC 无关，而是与清洁架构、六边形、洋葱或端口/适配器有关。基本上通过依赖倒置将外部依赖与域逻辑解耦。但我同意 Rust 不是纯粹的 OOP，尽管我看到有一些组合方法；唯一没有提供的是继承，我一点也不怀念。

一个小评论：在 Rust 中，在语法上不可能使用预期结构的特征，反之亦然。这意味着您不需要做 Java（和 C#）的事情，即在所有特征前加上 I（用于接口）。

【参考方案1】：

代码的快速修复：

// No more error here
let get_users_use_case = GetUsersUseCase::<MySQLUserRepository>::new(mysql_repo);

为什么会这样？

它从trait IGetUsersUseCase 开始：它不需要泛型类型，但是它的方法fn new<T>() 需要，所以struct GetUsersUseCase<T>。看看这里：

impl<T: IUserRepository> IGetUsersUseCase for GetUsersUseCase<T> 
  fn new<K: IUserRepository>(user_repo: K) -> GetUsersUseCase<K> 
    GetUsersUseCase  user_repo 
  

这是一个正确的实现，具有这样的特征，它实际上表明T没有被引用对于K，就像它们是“不同”（K 是为函数定义的，T 是为结构定义的，两者都没有为特征定义）。因此，您需要帮助编译器使用 turbofish 运算符 (GetUsersUseCase::<MySQLUserRepository>)。

这不是唯一的方法。例如，您可以将泛型从方法级别移动到特征级别。

// BEFORE
trait IGetUsersUseCase 
  fn new<T: IUserRepository>(repository: T) -> GetUsersUseCase<T>;
  fn execute(&self) -> Vec<User>;


// AFTER
trait IGetUsersUseCase<T: IUserRepository> 
  fn new(repository: T) -> GetUsersUseCase<T>;
  fn execute(&self) -> Vec<User>;

但是，在下一个特征声明时，您会发现事情变得相当复杂。 （见操场https://play.rust-lang.org/?version=stable&mode=debug&edition=2021&gist=38f41d8b50464acc28c7dc0c70842e6e）。

我会建议您审查您的“界面”（特征）设计。现在，您有了一种“继承”Repo -> UseCase -> Controller，但是，例如，您可以将控制器实现为一组简单的函数，也许您不需要到处都使用泛型类型。

【讨论】：

非常感谢，有史以来最好的答案，很难量化您的帮助。我试图在特征级别而不是方法级别传递泛型，但不知道 PhantomData 强制使用泛型参数。

关于依赖方向：程序的核心是模型User。在外层我们有GetUsersUseCase 和IUserRepository，这取决于它。在外层，在一个边缘，我们有 MySQLUserRepository 取决于 IUserRepository 和实体 User。同样在外层，在另一边，我们有GetUsersController，它依赖于IUserRepository 和IUserUseCase，都在内层中。所以依赖方向是正确的AFAIK。

这是一个描述依赖方向的图表：i.stack.imgur.com/1gHka.jpg

我明白你在做什么，事情是这样的： 1. 控制器不必具有特征。它在您的图表上不存在，或者您不会在 Clean Architecture.2 中找到它。控制器可以是一个简单的功能。 3.“获取用户控制器”？控制器不执行这么狭隘的功能，它应该只是“控制器”。 4.问题始于控制器的特征：删除它。 5. 我怀疑 HTTP -> Controller 流程​​，因为 Clean Architecture 显示 HTTP -> UI/Presenter 流程​​，而控制器则搁置一旁。