Zero-Cost Typestate-Pattern mit PhantomData

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Zero-Cost Typestate-Pattern mit PhantomData

Das Typestate-Pattern nutzt Rusts Typsystem, um Zustandsübergänge zur Kompilierzeit zu erzwingen. Durch die Verwendung von PhantomData können wir Zustände unterscheiden, ohne Laufzeit-Speicher-Overhead zu verursachen. Dies stellt sicher, dass Methoden wie 'process' nur aufgerufen werden können, wenn die Daten den Zustand 'Checked' erreicht haben.

snippet.rs
rust
use std::marker::PhantomData;
 
struct Unchecked;
struct Checked;
 
struct Data<S> {
    value: String,
    _state: PhantomData<S>,
}
 
impl Data<Unchecked> {
    fn new(v: &str) -> Self { 
        Data { value: v.into(), _state: PhantomData }
    }
    
    fn validate(self) -> Data<Checked> {
        // Perform complex validation logic here
        Data { value: self.value, _state: PhantomData }
    }
}
 
impl Data<Checked> {
    fn process(&self) {
        println!("Processing validated data: {}", self.value);
    }
}

Erklärung

struct Unchecked;

Ein Marker-Typ der Größe Null, der den Initialzustand darstellt.

_state: PhantomData<S>,

Informiert den Compiler, dass Data logisch den Typ S besitzt, ohne ihn physisch zu speichern.

fn validate(self) -> Data<Checked>

Konsumiert den aktuellen Zustand und gibt einen neuen Zustand zurück, wodurch der alte unzugänglich wird.

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