类型安全的新类型模式

概述

类型安全的新类型模式：用新类型包装基础类型，使不同标识符与单位无法混用，可在零运行时开销下加入校验与方法。

解决什么问题

本示例演示如何用 Rust 实现「类型安全的新类型模式」。它聚焦一个具体且可复用的技术要点，把完整实现与必要说明放在一起，读者可以直接复制使用，也可以据此理解背后的设计思路与取舍。示例刻意保持职责单一，避免把多个无关功能揉进同一段代码，从而降低理解与复用成本。

核心思路

代码在进入核心逻辑前先做输入与边界检查，对非法参数提前返回或抛出明确错误，避免错误状态在下游扩散。核心处理部分尽量保持清晰、可预测，把校验、计算与状态变更分离，使逻辑更易于测试和推演。对于可能失败或耗时的操作，示例显式处理失败路径并给出清晰的错误信息，而不是让异常静默吞没，从而缩短排查时间。

适用场景

本示例适用于以下场景：数据一致性与转换。在实际项目中，应根据真实负载与输入规模调整参数与容量，关注边界条件与并发情形下的行为，并用单元测试或集成测试锁定预期结果，防止后续修改悄然改变行为。

注意事项

把示例用于生产环境时，应结合团队的编码规范、错误处理约定与可观测性要求加以调整。例如补充结构化日志以便追踪，明确超时与重试策略以提升健壮性，并对用户输入做必要校验以满足安全边界要求。理解示例背后的原理，往往比直接复制代码更重要，因为需求变化时通常需要对参数与结构做出调整。

代码示例

#[derive(Debug, Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
struct Meters(f64);

#[derive(Debug, Clone, Copy, PartialEq, Eq)]
struct Seconds(f64);

#[derive(Debug)]
enum SpeedError {
    ZeroDuration,
}

impl Meters {
    fn per(self, duration: Seconds) -> Result<f64, SpeedError> {
        if duration.0 <= 0.0 {
            return Err(SpeedError::ZeroDuration);
        }
        Ok(self.0 / duration.0)
    }
}

fn main() {
    let distance = Meters(100.0);
    let duration = Seconds(9.58);
    match distance.per(duration) {
        Ok(speed) => println!("speed = {speed:.2} m/s"),
        Err(error) => eprintln!("invalid: {error:?}"),
    }
}