Lição 29: Comportamentos Compartilhados (Traits)

1. Narrativa

Na Academia Æther, todo componente do mecha segue interfaces padronizadas — protocolos que garantem que qualquer peça fabricada funcione no encaixe universal. Traits são esses contratos: definem comportamentos que tipos diferentes podem implementar, permitindo polimorfismo seguro sem herança.

2. Conceito

Traits definem comportamentos compartilhados entre tipos:

• Definição: trait Nome { fn metodo(&self) -> Tipo; } — contrato
• Implementação: impl Trait for Tipo — cumprir o contrato
• Métodos padrão: Implementação default que pode ser sobrescrita
• Trait bounds: fn func<T: Trait>(x: &T) — aceitar qualquer tipo que implementa o trait
• dyn Trait: &dyn Trait — despacho dinâmico para tipos heterogêneos
• Blanket impl: impl<T: TraitA> TraitB for T {} — implementação automática

3. Requisitos

• Definir e implementar traits para structs de componentes
• Usar métodos padrão em traits
• Aplicar trait bounds em funções genéricas
• Trabalhar com dyn Trait para coleções heterogêneas
• Implementar blanket implementations

4. Design de Dados

graph TD
    A[trait Diagnosticavel] --> B[Reator impl Diagnosticavel]
    A --> C[Escudo impl Diagnosticavel]
    A --> D[BracoMecanico impl Diagnosticavel]
    E[trait Manutenivel] --> D
    F[trait Atualizavel] --> G["blanket: impl<T: Diagnosticavel> Atualizavel for T"]
    A --> G

5. Diagrama de Fluxo

flowchart TD
    A[Início] --> B[Definir trait Diagnosticavel]
    B --> C[Implementar para Reator]
    B --> D[Implementar para Escudo]
    B --> E[Implementar para BracoMecanico]
    E --> F[Implementar Manutenivel]
    C --> G[Usar trait bounds em funções]
    D --> G
    F --> G
    G --> H[gerar_relatorio<T: Diagnosticavel>]
    H --> I[Usar dyn Trait para lista heterogênea]
    I --> J[Blanket impl Atualizavel]

6. Funções

Função	Descrição
Diagnosticavel::nome	Retorna nome do componente
Diagnosticavel::integridade	Retorna integridade (0-100)
Diagnosticavel::operacional	Verifica se integridade > 0 (default)
Manutenivel::precisa_manutencao	Default: integridade < 50
Manutenivel::efetuar_manutencao	Repara componente
gerar_relatorio	Relatório para qualquer Diagnosticavel
todos_operacionais	Verifica se todos estão operacionais
encontrar_mais_danificado	Encontra menor integridade via dyn
contar_operacionais	Conta operacionais via dyn
Atualizavel::codigo_status	Blanket: status automático
integridade_media	Média de componentes atualizáveis

7. Exemplo

impl Diagnosticavel for Reator {
    fn nome(&self) -> &str { &self.designation }
    fn integridade(&self) -> u32 { self.integridade_valor }
}
let reator = Reator { designation: "RX-7".into(), potencia: 900, integridade_valor: 85 };
let relatorio = gerar_relatorio(&reator);
// "Componente: RX-7 | Integridade: 85% | Status: operacional"

8. Missão

1. Implementar Diagnosticavel para Reator, Escudo e BracoMecanico
2. Implementar Manutenivel para BracoMecanico
3. Implementar gerar_relatorio com trait bounds genéricos
4. Implementar todos_operacionais com &[&dyn Diagnosticavel]
5. Implementar encontrar_mais_danificado e contar_operacionais
6. Entender a blanket implementation de Atualizavel
7. Implementar integridade_media com bounds compostos

9. Como Executar

cargo build
cargo test
cargo clippy -- -D warnings
cargo fmt --check

10. Dicas

• Traits são como interfaces — definem O QUE um tipo deve fazer, não COMO
• Métodos padrão podem ser sobrescritos com implementação específica
• dyn Trait tem custo de indireção (vtable) — prefira trait bounds estáticos quando possível
• Blanket implementations são poderosas: todo tipo que implementa A automaticamente ganha B