Rust实现Display trait时如何支持宽度、填充与对齐格式化规则

我有一个自定义包装类型Length，需要为其实现Display trait，同时希望它能够遵循宽度、填充与对齐格式化规则，但默认实现无法满足该需求：

use std::fmt;

struct Length(f64);

impl fmt::Display for Length {
    fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
        write!(f, "{:.1} m", self.0)
    }
}

fn main() {
    let l = Length(1.0);
    assert_eq!(format!("{}", l),    "1.0 m");       // 校验通过
    assert_eq!(format!("{:10}", l), "1.0 m     ");  // 校验失败：没有自动添加填充
    assert_eq!(format!("{:>10}", l), "     1.0 m"); // 校验失败：没有自动添加填充
}

官方文档明确说明该特性没有全局默认支持：

注意部分类型可能未实现对齐逻辑，尤其是Debug trait通常不支持对齐。确保填充生效的一种推荐方案是先将输入格式化为字符串，再对结果字符串做填充得到最终输出：

println!("Hello {:^15}!", format!("{:?}", Some("hi"))); // => "Hello   Some(\"hi\")   !"

但该临时方案需要在每一处格式化Length类型的位置都重复使用，侵入性太强。手动实现全量格式化逻辑又过于繁琐，我曾尝试复用String类型自带的Display格式化特性：

fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
    write!(f, "{}", format!("{:.1} m", self.0))
}

但该方案无法生效，因为格式字符串"{}"会丢弃传入的Formatter实例f所携带的所有格式化参数信息。

直接使用fmt::Formatter自带的pad方法即可，不需要手动实现任何格式化对齐逻辑，也不需要修改调用方代码：

use std::fmt;

struct Length(f64);

impl fmt::Display for Length {
    fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
        // 先完成类型本身的基础内容格式化
        let base_content = format!("{:.1} m", self.0);
        // 调用pad方法自动应用当前Formatter携带的填充、对齐、宽度规则
        f.pad(&base_content)
    }
}

fn main() {
    let l = Length(1.0);
    assert_eq!(format!("{}", l),    "1.0 m");       // 校验通过
    assert_eq!(format!("{:10}", l), "1.0 m     ");  // 校验通过：左对齐自动填充
    assert_eq!(format!("{:>10}", l), "     1.0 m"); // 校验通过：右对齐自动填充
    assert_eq!(format!("{:^10}", l), "  1.0 m   "); // 额外支持居中对齐
    assert_eq!(format!("{:_>10}", l), "_____1.0 m");// 额外支持自定义填充字符
}

• 之前朴素实现失效的核心原因是：write!(f, "{}", xxx)的写法会用默认格式化参数处理传入的字符串，不会自动继承当前Formatter上已经配置好的宽度、对齐、填充字符等设置。
• pad是Formatter专门为这类场景设计的内置方法，它会自动读取当前格式化上下文里的所有通用格式参数，对你传入的基础字符串做对应的处理，和Rust原生数值、字符串类型的格式化行为完全一致。
• 该方案本质是把官方推荐的「先转字符串再填充」的逻辑封装到了Display实现内部，对调用方完全透明，不需要在每个格式化调用点写重复代码。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Thomas