it-praxisportal/courses/rust/10_generics_und_dynamischer_dispatch/index.html

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  <title>Rust 10: Generics &amp; Dynamischer Dispatch</title>
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      <header>
        <div class="header-container">
          <div class="header-badge">⚡ Lehrpfad 3: Traits, Generics &amp; Smart Pointer</div>
          <h1>Rust 10: Generics &amp; Trait Objects (dyn Trait)</h1>
          <p>Verstehe den Unterschied zwischen statischem Dispatch (Monomorphisierung) und dynamischem Dispatch (<code>dyn Trait</code>) mit vtables für flexible Plugin-Architekturen.</p>
        </div>
      </header>

      <main class="container">
        <!-- 📂 Schnellzugriff & Download -->
        <div style="background: #ffffff; border: 1px solid var(--border-color); border-radius: var(--radius-md); padding: 14px 20px; margin-bottom: 25px; display: flex; justify-content: space-between; align-items: center; flex-wrap: wrap; gap: 12px; box-shadow: var(--shadow-sm);">
          <div style="font-weight: 700; color: var(--text-main); display: flex; align-items: center; gap: 8px;">
            <span>📂 Dateien dieser Lerneinheit:</span>
          </div>
          <div style="display: flex; gap: 10px; flex-wrap: wrap;">
            <a href="aufgabe.rs" class="btn" style="padding: 6px 14px; font-size: 0.88rem; background: var(--primary);" download>📄 aufgabe.rs (Startercode)</a>
            <a href="test_aufgabe.rs" class="btn btn-secondary" style="padding: 6px 14px; font-size: 0.88rem;" download>🧪 test_aufgabe.rs (Tests)</a>
            <a href="musterloesung.rs" class="btn btn-secondary" style="padding: 6px 14px; font-size: 0.88rem;" download>💡 musterloesung.rs (Lösung)</a>
            <a href="README.md" class="btn btn-secondary" style="padding: 6px 14px; font-size: 0.88rem;">📖 README.md</a>
          </div>
        </div>

        <!-- 1. THEORIE: STATISCH VS DYNAMISCH -->
        <section class="card">
          <h2>⚡ 1. Statischer Dispatch vs. Dynamischer Dispatch (dyn Trait)</h2>
          <p>
            Rust bietet zwei grundlegende Wege für Polymorphie. Die Wahl hat entscheidenden Einfluss auf Performance, Inlining und Typsystem:
          </p>

          <!-- Monomorphisierung vs vtable Diagramm -->
          <div style="background: var(--bg-subtle); padding: 18px; border-radius: var(--radius-sm); font-family: var(--font-mono); font-size: 0.85rem; line-height: 1.5; margin: 16px 0; border: 1px solid var(--border-color);">
            [1. Statischer Dispatch: fn run&lt;T: Plugin&gt;(p: &amp;T)]<br>
            &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;└── Monomorphisierung zur Compile-Zeit ──&gt; Direkter Funktionsaufruf (Zero-Cost, Inlining!)<br>
            <br>
            [2. Dynamischer Dispatch: Box&lt;dyn Plugin&gt; / &amp;dyn Plugin]<br>
            &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;└── Fat Pointer: [ Pointer auf Instanz | Pointer auf vtable (Methodentabelle) ]<br>
            &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;└── Ermöglicht heterogene Sammlungen: Vec&lt;Box&lt;dyn Plugin&gt;&gt;
          </div>

          <div style="display: grid; grid-template-columns: repeat(auto-fit, minmax(240px, 1fr)); gap: 14px; margin: 18px 0;">
            <div style="background: #f0fdf4; border-left: 4px solid #10b981; padding: 14px; border-radius: var(--radius-sm);">
              <strong style="color: #15803d;">🚀 Statischer Dispatch (Generics)</strong>
              <p style="font-size: 0.85rem; margin-top: 6px; color: var(--text-body);">
                Compiler erzeugt spezialisierten Maschinencode für jeden Typ (Monomorphisierung). Maximale Geschwindigkeit, jedoch homogene Collections.
              </p>
            </div>
            <div style="background: #eff6ff; border-left: 4px solid #3b82f6; padding: 14px; border-radius: var(--radius-sm);">
              <strong style="color: #1d4ed8;">🧩 Dynamischer Dispatch (dyn Trait)</strong>
              <p style="font-size: 0.85rem; margin-top: 6px; color: var(--text-body);">
                Laufzeit-Auflösung über vtable. Geringer Indirektions-Overhead, erlaubt aber heterogene Listen wie <code>Vec&lt;Box&lt;dyn DataPlugin&gt;&gt;</code>.
              </p>
            </div>
          </div>
        </section>

        <!-- 2. CODE-BEISPIEL: TRAIT OBJECTS -->
        <section class="card">
          <h2>📦 2. Trait Objects in der Praxis</h2>
          <pre><code>pub trait DataPlugin {
    fn name(&amp;self) -&gt; &amp;str;
    fn process(&amp;self, input: &amp;str) -&gt; String;
}

pub struct PluginPipeline {
    // Heterogene Sammlung unterschiedlicher Plugin-Typen!
    plugins: Vec&lt;Box&lt;dyn DataPlugin&gt;&gt;,
}

impl PluginPipeline {
    pub fn new() -&gt; Self {
        Self { plugins: Vec::new() }
    }

    pub fn register(&amp;mut self, plugin: Box&lt;dyn DataPlugin&gt;) {
        self.plugins.push(plugin);
    }

    pub fn run_all(&amp;self, mut data: String) -&gt; String {
        for plugin in &amp;self.plugins {
            data = plugin.process(&amp;data);
        }
        data
    }
}</code></pre>
        </section>

        <!-- 3. CHEAT-SHEET -->
        <section class="card">
          <h2>📑 3. Cheat-Sheet: Generics &amp; dyn Trait</h2>
          <div style="overflow-x: auto;">
            <table style="width: 100%; border-collapse: collapse; font-size: 0.9rem; text-align: left;">
              <thead>
                <tr style="border-bottom: 2px solid var(--border-color); background: var(--bg-subtle);">
                  <th style="padding: 10px;">Muster</th>
                  <th style="padding: 10px;">Syntax</th>
                  <th style="padding: 10px;">Dispatch-Art</th>
                  <th style="padding: 10px;">Typ-Sicherheit</th>
                </tr>
              </thead>
              <tbody>
                <tr style="border-bottom: 1px solid var(--border-color);">
                  <td style="padding: 10px;"><strong>Generische Funktion</strong></td>
                  <td style="padding: 10px;"><code>fn f&lt;T: Trait&gt;(x: T)</code></td>
                  <td style="padding: 10px;">Statisch (Compile-Zeit)</td>
                  <td style="padding: 10px;">100% homogen pro Aufruf</td>
                </tr>
                <tr style="border-bottom: 1px solid var(--border-color);">
                  <td style="padding: 10px;"><strong>impl Trait Parameter</strong></td>
                  <td style="padding: 10px;"><code>fn f(x: impl Trait)</code></td>
                  <td style="padding: 10px;">Statisch (Kurzform)</td>
                  <td style="padding: 10px;">Homogen</td>
                </tr>
                <tr style="border-bottom: 1px solid var(--border-color);">
                  <td style="padding: 10px;"><strong>Trait Object Referenz</strong></td>
                  <td style="padding: 10px;"><code>&amp;dyn Trait</code></td>
                  <td style="padding: 10px;">Dynamisch (vtable)</td>
                  <td style="padding: 10px;">Heterogen (Borrow)</td>
                </tr>
                <tr>
                  <td style="padding: 10px;"><strong>Owned Trait Object</strong></td>
                  <td style="padding: 10px;"><code>Box&lt;dyn Trait&gt;</code></td>
                  <td style="padding: 10px;">Dynamisch (Heap + vtable)</td>
                  <td style="padding: 10px;">Heterogen (Ownership)</td>
                </tr>
              </tbody>
            </table>
          </div>
        </section>

        <!-- 4. AUFGABEN CHECKLISTE -->
        <section class="card">
          <h2>🎯 Aufgaben &amp; Checkliste in <code>aufgabe.rs</code></h2>
          <div class="task-item">
            <input type="checkbox" class="task-checkbox" id="t1">
            <label class="task-label" for="t1"><strong>TODO 1:</strong> Generisches Struct <code>DataContainer&lt;T&gt;</code> mit <code>new</code>, <code>get_value</code> und <code>transform&lt;U, F&gt;</code> implementieren.</label>
          </div>
          <div class="task-item">
            <input type="checkbox" class="task-checkbox" id="t2">
            <label class="task-label" for="t2"><strong>TODO 2:</strong> Trait <code>DataPlugin</code> definieren (<code>name(&amp;self) -&gt; &amp;str</code>, <code>process(&amp;self, input: &amp;str) -&gt; String</code>).</label>
          </div>
          <div class="task-item">
            <input type="checkbox" class="task-checkbox" id="t3">
            <label class="task-label" for="t3"><strong>TODO 3:</strong> Plugins <code>UppercasePlugin</code>, <code>PrefixPlugin</code> und <code>CensorPlugin</code> umsetzen.</label>
          </div>
          <div class="task-item">
            <input type="checkbox" class="task-checkbox" id="t4">
            <label class="task-label" for="t4"><strong>TODO 4:</strong> <code>PluginPipeline</code> mit heterogenem <code>Vec&lt;Box&lt;dyn DataPlugin&gt;&gt;</code> und sequentieller <code>execute</code>-Methode erstellen.</label>
          </div>

          <div style="margin-top: 25px; display: flex; gap: 12px; flex-wrap: wrap;">
            <a href="../../../workspace.html?course=rust&track=track_3_traits_generics&chapter=10_generics_und_dynamischer_dispatch" class="btn" style="background: #e43717; color: #fff; font-weight: 700;">💻 In Web-IDE öffnen &rarr;</a>
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          </div>
        </section>
      </main>
    </div>
  </div>
</body>
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