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96
docs/note/Rust.assets/trpl04-04.svg
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@ -0,0 +1,96 @@
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<!DOCTYPE svg PUBLIC "-//W3C//DTD SVG 1.1//EN"
|
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"http://www.w3.org/Graphics/SVG/1.1/DTD/svg11.dtd">
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<!-- Generated by graphviz version 2.40.1 (20161225.0304)
|
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-->
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||||
<!-- Title: %3 Pages: 1 -->
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||||
<svg
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viewBox="0.00 0.00 1000.00 1000.00" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
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<g id="graph0" class="graph" transform="scale(4.1667 4.1667) rotate(0) translate(4 238)">
|
||||
<title>%3</title>
|
||||
<polygon fill="#ffffff" stroke="transparent" points="-4,4 -4,-238 233,-238 233,4 -4,4"/>
|
||||
<!-- table0 -->
|
||||
<g id="node1" class="node">
|
||||
<title>table0</title>
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||||
<polygon fill="#c0c0c0" stroke="transparent" points="8,-130 8,-230 96,-230 96,-130 8,-130"/>
|
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<polyline fill="none" stroke="#000000" points="8,-210 96,-210 "/>
|
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<text text-anchor="start" x="45.7759" y="-215.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">s1</text>
|
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<polygon fill="none" stroke="#000000" points="8,-190 8,-210 60,-210 60,-190 8,-190"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="18.8413" y="-195.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">name</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="60,-190 60,-210 96,-210 96,-190 60,-190"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="62.8413" y="-195.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">value</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="8,-170 8,-190 60,-190 60,-170 8,-170"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="26.2241" y="-175.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">ptr</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="60,-170 60,-190 96,-190 96,-170 60,-170"/>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="8,-150 8,-170 60,-170 60,-150 8,-150"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="25.4482" y="-155.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">len</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="60,-150 60,-170 96,-170 96,-150 60,-150"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="74.5" y="-155.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">5</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="8,-130 8,-150 60,-150 60,-130 8,-130"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="10.6826" y="-135.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">capacity</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="60,-130 60,-150 96,-150 96,-130 60,-130"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="74.5" y="-135.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">5</text>
|
||||
</g>
|
||||
<!-- table1 -->
|
||||
<g id="node3" class="node">
|
||||
<title>table1</title>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="148.5,-127 148.5,-147 185.5,-147 185.5,-127 148.5,-127"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="151.4482" y="-132.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">index</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="185.5,-127 185.5,-147 221.5,-147 221.5,-127 185.5,-127"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="188.3413" y="-132.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">value</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="148.5,-107 148.5,-127 185.5,-127 185.5,-107 148.5,-107"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="163.5" y="-112.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">0</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="185.5,-107 185.5,-127 221.5,-127 221.5,-107 185.5,-107"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="200" y="-112.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">h</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="148.5,-87 148.5,-107 185.5,-107 185.5,-87 148.5,-87"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="163.5" y="-92.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">1</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="185.5,-87 185.5,-107 221.5,-107 221.5,-87 185.5,-87"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="200.3931" y="-92.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">e</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="148.5,-67 148.5,-87 185.5,-87 185.5,-67 148.5,-67"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="163.5" y="-72.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">2</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="185.5,-67 185.5,-87 221.5,-87 221.5,-67 185.5,-67"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="201.5552" y="-72.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">l</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="148.5,-47 148.5,-67 185.5,-67 185.5,-47 148.5,-47"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="163.5" y="-52.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">3</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="185.5,-47 185.5,-67 221.5,-67 221.5,-47 185.5,-47"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="201.5552" y="-52.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">l</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="148.5,-27 148.5,-47 185.5,-47 185.5,-27 148.5,-27"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="163.5" y="-32.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">4</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="185.5,-27 185.5,-47 221.5,-47 221.5,-27 185.5,-27"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="200" y="-32.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">o</text>
|
||||
</g>
|
||||
<!-- table0->table1 -->
|
||||
<g id="edge1" class="edge">
|
||||
<title>table0:c->table1:pointee</title>
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||||
<path fill="none" stroke="#000000" d="M78,-180C78,-180 101.9982,-126.912 138.4405,-118.2023"/>
|
||||
<polygon fill="#000000" stroke="#000000" points="138.986,-121.6621 148.5,-117 138.1553,-114.7115 138.986,-121.6621"/>
|
||||
</g>
|
||||
<!-- table3 -->
|
||||
<g id="node2" class="node">
|
||||
<title>table3</title>
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||||
<polyline fill="none" stroke="#000000" points="8,-84 96,-84 "/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="45.7759" y="-89.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">s2</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="8,-64 8,-84 60,-84 60,-64 8,-64"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="18.8413" y="-69.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">name</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="60,-64 60,-84 96,-84 96,-64 60,-64"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="62.8413" y="-69.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">value</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="8,-44 8,-64 60,-64 60,-44 8,-44"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="26.2241" y="-49.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">ptr</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="60,-44 60,-64 96,-64 96,-44 60,-44"/>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="8,-24 8,-44 60,-44 60,-24 8,-24"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="25.4482" y="-29.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">len</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="60,-24 60,-44 96,-44 96,-24 60,-24"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="74.5" y="-29.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">5</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="8,-4 8,-24 60,-24 60,-4 8,-4"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="10.6826" y="-9.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">capacity</text>
|
||||
<polygon fill="none" stroke="#000000" points="60,-4 60,-24 96,-24 96,-4 60,-4"/>
|
||||
<text text-anchor="start" x="74.5" y="-9.8" font-family="Times,serif" font-size="14.00" fill="#000000">5</text>
|
||||
</g>
|
||||
<!-- table3->table1 -->
|
||||
<g id="edge2" class="edge">
|
||||
<title>table3:c->table1:pointee</title>
|
||||
<path fill="none" stroke="#000000" d="M78,-54C78,-54 101.9982,-107.088 138.4405,-115.7977"/>
|
||||
<polygon fill="#000000" stroke="#000000" points="138.1553,-119.2885 148.5,-117 138.986,-112.3379 138.1553,-119.2885"/>
|
||||
</g>
|
||||
</g>
|
||||
</svg>
|
||||
|
After Width: | Height: | Size: 7.3 KiB |
@ -886,18 +886,632 @@ fn main() {
|
||||
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||||
### 什么是所有权
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||||
Rust 的核心功能之一就是**所有权**（ownership）。
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所有程序都必须管理其运行时使用计算机内存的方式：
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||||
- 一些语言具有垃圾回收机制，在程序运行时有规律地寻找不再使用的内存；
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||||
- 在另一些语言中，程序员必须亲自分配和释放内存；
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||||
- Rust 则选择了第三种方式，通过所有权系统管理内存
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||||
编译器在编译时会根据一系列的规则进行检查，如果违反了任何这些规则，程序都不能编译。
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||||
- Rust 中每一个值都有一个所有者（owner）；
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||||
- 值在任一时刻只有且只有一个所有者；
|
||||
- 当所有者（变量）离开作用域，这个值会被丢弃。
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||||
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||||
```rs
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||||
{
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||||
// s 尚未被声明 无法访问
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||||
let s = "Hello"; // 在此处起 s 是有效的
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||||
// 声明后 在作用域内 你可以使用 s
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||||
}
|
||||
// 作用域外 s 被销毁，使用 s 是不被允许的
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||||
```
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||||
在上面的代码中有两个重要的时间点：
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||||
- s **进入作用域**时，它是有效的
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- 这一直持续到它**离开作用域**为止
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||||
为了演示所有权的规则，我们需要引入一个存储在堆上的数据类型
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||||
之前由字符串字面量创建字符串时，在编译阶段就知道其内容，这部分内容被硬编码存储在最终的编译结果中。
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||||
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||||
但通过 `String` 创建的字符串，此类型管理被分配到堆上的数据，所以能够存储在编译时未知大小的文本：
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```rs
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||||
let s = String::from("Hello");
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||||
```
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双冒号 `::` 是一种运算符，它允许将特定的 `from` 函数置于 `String` 类型的命名空间（namespace）下，而不需要使用如 `string_from` 这样的名字。
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||||
可以修改此类字符串：
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```rs
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||||
let mut s = String::from("Hello");
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||||
s.push_str(", World!"); // 在 s 后追加字面值
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||||
println!("s: {}", s); // "Hello, World!"
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||||
```
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||||
不同于通过字符串字面量创建的字符串，此类字符串可以被修改。这是因为两种类型在内存上的处理不同：
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||||
- 通过字符串字面量创建的字符串：被硬编码进最终的可执行文件中，这使得字符串字面值快速且高效，但代价是它的不可变性。
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||||
- `String` 类型为了支持可变、可增长的文本片段，需要在堆上分配一块在编译时未知大小的内存来存放内容
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||||
1. 必须在运行时向内存分配器（memory allocator）请求内存
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||||
2. 需要一个当我们处理完 `String` 时将内存返回给分配器的方法
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||||
对于 1. 我们已经通过 `String::from` 完成，然而对于 2. 在 Rust 中则是采用这样的策略：内存在拥有它的变量离开作用域时就被自动释放：
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```rs
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||||
{
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||||
let s = String::from("Hello");
|
||||
} // 作用域结束
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||||
// 此时 s 不再有效
|
||||
```
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||||
|
||||
这是一个将 `String` 需要的内存返回给分配器的很自然的位置：当 `s` 离开作用域的时候。当变量离开作用域，Rust 为我们调用一个特殊的函数。这个函数叫做 `drop`，在这里 `String` 的作者可以放置释放内存的代码。Rust 在结尾的 `}` 处自动调用 `drop`。
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||||
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||||
以整型数据为例，同一数据可以被不同的变量绑定：
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```rs
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||||
let x = 5;
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||||
let y = x;
|
||||
```
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||||
将 `5` 绑定到变量 `x`，生成一个值 `x` 的拷贝并绑定到变量 `y` 上，因为整型是已知固定大小的简单值，所以两个 `5` 都被放入了栈中。
|
||||
|
||||
再举一个 `String` 版本的例子：
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||||
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||||
```rs
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||||
let s1 = String::from("Hello");
|
||||
let s2 = s1;
|
||||
```
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||||
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||||
虽然做的事情是一样的，但内存分配上完全不同：
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||||
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- 如果 `s1` 未被销毁，两个变量指向了同一个内存空间，存在二次释放的风险；
|
||||
- 如果重新开辟新的内存空间被开辟，会带来性能问题；
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||||
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||||
因此，当执行 `s2 = s1` 时，不会有新的内存空间被开辟，`s1` 被标记为无效，不再允许被使用，`s2` 是有效的，当其离开自己的作用域就释放自己的内存。
|
||||
|
||||
Rust 永远不会自动创建数据的“深拷贝”，因此任何自动的复制都会被认为是对运行时性能影响较小的。
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||||
如果我们确实需要深度复制 `String` 中堆上的数据，而不仅仅是栈上的数据，可以显式调用 `clone` 方法。
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||||
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```rs
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||||
let s1 = String::from("Hello");
|
||||
let s2 = s1.clone();
|
||||
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||||
println!("s1: {}, s2: {}", s1, s2); // s1 与 s2 都可用
|
||||
```
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||||
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||||
在 Rust 中有一种 `Copy` trait 的特殊注解：如果一个类型实现了 `Copy` trait，那么一个旧的变量在将其赋值给其他变量后仍然可用。
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||||
`Drop` trait 与 `Copy` trait 是互斥的，一个通用的鉴别类型是不是实现了 Copy trait 的方法是：
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||||
任何一组简单标量值的组合都可以实现 `Copy`，任何不需要分配内存或某种形式资源的类型都可以实现 `Copy`，如：
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|
||||
int、bool、float、char、tuple
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||||
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||||
### 引用与借用
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### Slice 类型
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```rs
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||||
fn main() {
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||||
|
||||
{
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||||
let s = String::from("Hello");
|
||||
takes_ownership(s);
|
||||
|
||||
// s had been moved
|
||||
// println!("{}", s);
|
||||
|
||||
let x = 5;
|
||||
makes_copy(x);
|
||||
println!("{}", x); // x is still avaliable(copied)
|
||||
|
||||
fn takes_ownership(some_string: String) {
|
||||
println!("{}", some_string);
|
||||
}
|
||||
|
||||
fn makes_copy(some_integer: i32) {
|
||||
println!("{}", some_integer);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
{
|
||||
let s1 = gives_ownership();
|
||||
let s2 = String::from("Hello");
|
||||
let s3 = takes_and_gives_back(s2);
|
||||
|
||||
// s2 不可访问 因其所有权已经转移给了 s3
|
||||
println!("s1: {}, s3: {}", s1, s3);
|
||||
|
||||
// 向外界授予所有权
|
||||
fn gives_ownership() -> String {
|
||||
let some_string = String::from("yours");
|
||||
some_string
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 获取所有权并向外授予
|
||||
fn takes_and_gives_back(a_string: String) -> String {
|
||||
a_string
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
{
|
||||
let s1 = String::from("Hello");
|
||||
let (s2, len) = calculate_length(s1);
|
||||
|
||||
println!("length of {} is {}.", s2, len);
|
||||
|
||||
// 计算 String 的长度并归还所有权
|
||||
fn calculate_length(some_string: String) -> (String, usize) {
|
||||
let size = some_string.len();
|
||||
(some_string, size)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
{
|
||||
let s1 = String::from("Hello");
|
||||
let len = calculate_length(&s1);
|
||||
|
||||
// 将 s1 的指针传递给函数
|
||||
// 所有权不会被转移 在调用函数后 s1 仍然可用
|
||||
println!("length of {} is {}.", s1, len);
|
||||
|
||||
fn calculate_length(s: &String) -> usize {
|
||||
s.len()
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
{
|
||||
let s = String::from("Hello");
|
||||
change(&s);
|
||||
|
||||
fn change(some_string: &String) {
|
||||
// 此处无法通过编译 因为借用的变量无法被修改
|
||||
// some_string.push_str("SomeStuff");
|
||||
println!("some_string: {}", some_string);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
{
|
||||
let mut s = String::from("Hello");
|
||||
change(&mut s);
|
||||
// 如果已经创建了一个变量的可变引用
|
||||
// 就不能再创建对该变量的引用 这是为了防止 data race
|
||||
println!("s had been changed to: {}.", s);
|
||||
|
||||
fn change(some_string: &mut String) {
|
||||
some_string.push_str("SomeStuff");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
{
|
||||
let mut s = String::from("Hello");
|
||||
|
||||
// 当然 在不同的作用域中 可以创建不同的可变引用
|
||||
{
|
||||
let r1 = &mut s;
|
||||
r1.push_str("SomeStuff");
|
||||
}
|
||||
{
|
||||
let r2 = &mut s;
|
||||
r2.push_str("SomeStuff");
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 但是 不能同时拥有不可变引用与可变引用，或同时拥有多个可变引用
|
||||
{
|
||||
let _r1 = &s;
|
||||
// let r2 = &mut s;
|
||||
// println!("r1: {}, r2: {}", r1, r2);
|
||||
}
|
||||
{
|
||||
let _r1 = &mut s;
|
||||
// let r2 = &mut s;
|
||||
// println!("r1: {}, r2: {}", r1, r2);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 只要保证「不同时」即可
|
||||
{
|
||||
let r1 = &s;
|
||||
println!("r1: {}", r1);
|
||||
|
||||
// r1 借用完毕 r2 可以正常引用并使用 s 的引用
|
||||
let r2 = &mut s;
|
||||
println!("r2: {}", r2);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
{
|
||||
// 悬垂引用 (Dangling References)
|
||||
let reference_to_nothing = dangle();
|
||||
println!("reference_to_nothing: {}", reference_to_nothing);
|
||||
|
||||
// fn dangle() -> &String {
|
||||
// // 创建字符串 s
|
||||
// let s = String::from("");
|
||||
|
||||
// // 返回字符串的引用 &s
|
||||
// &s
|
||||
// } // 作用域结束 s 被丢弃 占据的内存被释放
|
||||
|
||||
fn dangle() -> String {
|
||||
let s = String::from("");
|
||||
|
||||
// 返回 String 后 所有权被移动出函数 因此值不会被释放
|
||||
s
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
{
|
||||
let words = String::from("Hello World!");
|
||||
let result = first_word(&words);
|
||||
|
||||
println!("result: {}", result);
|
||||
|
||||
fn first_word(s: &String) -> usize {
|
||||
let bytes = s.as_bytes();
|
||||
|
||||
for(i, &item) in bytes.iter().enumerate() {
|
||||
if item == b' ' {
|
||||
return i;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
s.len()
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
{
|
||||
let s = String::from("Hello, World!");
|
||||
let hello = &s[..5];
|
||||
let world = &s[6..];
|
||||
println!("{}, {}", hello, world);
|
||||
|
||||
let words = String::from("Hello, World!");
|
||||
let result = first_word(&words);
|
||||
println!("result: {}", result);
|
||||
|
||||
fn first_word(s: &String) -> &str {
|
||||
let bytes = s.as_bytes();
|
||||
|
||||
for (i, &item) in bytes.iter().enumerate() {
|
||||
if item == b' ' {
|
||||
return &s[..i];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
&s[..]
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
```
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||||
|
||||
## 结构体
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||||
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||||
`struct` 是一个自定义数据类型，允许你包装和命名多个相关的值，从而形成一个有意义的组合。
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||||
### 结构体的定义与初始化
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||||
下面的代码定义了一个用于存储用户账号信息的结构体：
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||||
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||||
```rs
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||||
struct User {
|
||||
active: bool,
|
||||
username: String,
|
||||
email: String,
|
||||
sign_in_count: u64
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
要使用它，需要将其实例化：
|
||||
|
||||
```rs
|
||||
fn main() {
|
||||
let user1 = User {
|
||||
active: true,
|
||||
username: String::from("Ziu"),
|
||||
email: String::from("ziu@email.com"),
|
||||
sign_in_count: 1,
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
默认情况下结构体中的值是不可变的，如果要修改某个字段，需要将**结构体实例标记为可变的**（Rust 不允许将某一个字段标记为可变的），那么可以通过 `.` 语法对实例中的值做修改：
|
||||
|
||||
```rs
|
||||
fn main() {
|
||||
let mut user1 = User {
|
||||
active: true,
|
||||
username: String::from("Ziu"),
|
||||
email: String::from("ziu@email.com"),
|
||||
sign_in_count: 1,
|
||||
};
|
||||
|
||||
user1.sign_in_count += 1;
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
可以通过字段初始化简写语法来创建实例：
|
||||
|
||||
```rs
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||||
fn build_user(email: String, username: String) -> User {
|
||||
User {
|
||||
active: true,
|
||||
email,
|
||||
username,
|
||||
sign_in_count: 1
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
用结构更新语法使用更少的代码来创建新 `User` 实例：
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||||
|
||||
创建一个新的 `User` 实例 `user2`，其中 `email` 字段是新的值，其余字段来自 `user1`。
|
||||
|
||||
```rs
|
||||
fn main() {
|
||||
let user2 = User {
|
||||
email: String::from("user2@email.com"),
|
||||
..user1
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
::: warning
|
||||
结构更新语法就像 `=` 赋值一样遵循所有权转移规则，在这个例子中，`user2` 被创建后我们就不能再使用 `user1` 了，这是因为 `user1` 的 `username` 字段中的 `String` 值被转移到了 `user2` 中。
|
||||
|
||||
如果我们给 `user2` 的 `username` 与 `email` 都赋新值，只有 `active` 和 `sign_in_count` 被复用，那么 `user1` 仍可用。
|
||||
:::
|
||||
|
||||
元组结构体（tuple structs）中可以通过 `struct` 关键字定义，但没有具体的字段名，只有字段的类型
|
||||
|
||||
当你想给元组取一个名字，并使元组成为与其他元组不同的类型时，元组结构体是很有用的：
|
||||
|
||||
```rs
|
||||
struct Color(i32, i32, i32);
|
||||
struct Point(i32, i32, i32);
|
||||
|
||||
fn main() {
|
||||
let black = Color(0, 0, 0);
|
||||
let origin = Point(0, 0, 0);
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
没有任何字段的类单元结构体，类似于 `()` 即元祖类型中的 unit 类型。
|
||||
|
||||
常用语你想要在某个类型上实现 trait 但不需要在类型中存储数据时发挥作用。
|
||||
|
||||
声明并实例化一个名为 `AlwaysEqual` 的 unit 结构的例子：
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||||
|
||||
```rs
|
||||
struct AlwaysEqual;
|
||||
|
||||
fn main() {
|
||||
let subject = AlwaysEqual;
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
::: info
|
||||
结构体数据的所有权
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||||
|
||||
前面 `User` 的例子中，`username` 与 `email` 字段都持有 `String` 类型的数据而不是其引用。
|
||||
|
||||
同时，结构体也可以存储被其他对象拥有的数据的引用，不过要这样做的话就必须引入**生命周期**这个概念。
|
||||
|
||||
生命周期确保结构体引用的数据有效性和结构体本身保持一致。如果你尝试在结构体中存储一个引用而不指定生命周期将是无效的：
|
||||
|
||||
```rs
|
||||
struct User {
|
||||
active: bool,
|
||||
username: &str,
|
||||
email: &str,
|
||||
sign_in_count: u64,
|
||||
}
|
||||
|
||||
fn main() {
|
||||
let user1 = User {
|
||||
active: true,
|
||||
username: "someusername123",
|
||||
email: "someone@example.com",
|
||||
sign_in_count: 1,
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
执行编译时，编译器将会抛出错误：需要生命周期标识符
|
||||
:::
|
||||
|
||||
### 示例
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||||
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||||
下面写一个计算长方形面积的程序来理解何时需要使用结构体：
|
||||
|
||||
```rs
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||||
fn main() {
|
||||
let width = 30;
|
||||
let height = 50;
|
||||
|
||||
println!(
|
||||
"The area of the rectangle is {} square pixels.",
|
||||
area(width, height)
|
||||
);
|
||||
|
||||
fn area(width: u32, height: u32) -> u32 {
|
||||
width * height
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
通过元组给函数入参建立关联：
|
||||
|
||||
```rs
|
||||
fn main() {
|
||||
let rect1 = (30, 50);
|
||||
|
||||
println!(
|
||||
"The area of the rectangle is {} square pixels.",
|
||||
area(rect1)
|
||||
);
|
||||
}
|
||||
|
||||
fn area(dimensions: (u32, u32)) -> u32 {
|
||||
dimensions.0 * dimensions.1
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
用结构体给参数赋予更多意义，给参数添加语义化的标签：
|
||||
|
||||
```rs
|
||||
struct Rectangle {
|
||||
width: u32,
|
||||
height: u32,
|
||||
}
|
||||
|
||||
fn main() {
|
||||
let rect1 = Rectangle {
|
||||
width: 30,
|
||||
height: 50,
|
||||
};
|
||||
|
||||
println!(
|
||||
"The area of the rectangle is {} square pixels.",
|
||||
area(&rect1)
|
||||
);
|
||||
}
|
||||
|
||||
fn area(rectangle: &Rectangle) -> u32 {
|
||||
rectangle.width * rectangle.height
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
借用结构体的所用权，将 `rect1` 的不可变引用传入 `area` 函数，通过 `.` 语法访问结构体字段不会移动字段的所有权。
|
||||
|
||||
在调试的过程中，如果你尝试将结构体通过 `println!` 宏打印，运行代码时会抛出错误：
|
||||
|
||||
```rs
|
||||
struct Rectangle {
|
||||
width: u32,
|
||||
height: u32,
|
||||
}
|
||||
|
||||
fn main() {
|
||||
let rect1 = Rectangle {
|
||||
width: 30,
|
||||
height: 50,
|
||||
};
|
||||
|
||||
println!("rect1 is {}", rect1);
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
```sh
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||||
error[E0277]: `Rectangle` doesn't implement `std::fmt::Display`
|
||||
```
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||||
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||||
`println!` 宏能处理很多类型的格式，但当你使用 `{}` 占位符时，默认告诉 `println!` 使用被称为 `Display` 的格式：直接给终端用户查看的输出。
|
||||
|
||||
基本类型都默认实现了 `Display`，因为值很简单，Rust 可以帮我们完成这部分实现。然而对于结构体的展示存在很多细节：
|
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- 是否需要结尾的逗号？
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||||
- 需要打印出外层大括号吗？
|
||||
- 所有字段都应该显示吗？
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||||
|
||||
因此 Rust 并没有在结构体上提供 `Display` 实现来使用 `println!` 与 `{}` 占位符。
|
||||
|
||||
你可以通过 `Debug` trait 输出格式打印结构体，将 `{}` 占位符替换为 `{:?}`：
|
||||
|
||||
```rs
|
||||
println!("rect1 is {:?}", rect1);
|
||||
```
|
||||
|
||||
同时，我们必须显式地为结构体开启这个调试功能：
|
||||
|
||||
```rs {1}
|
||||
#[derive(Debug)]
|
||||
struct Rectangle {
|
||||
width: u32,
|
||||
height: u32,
|
||||
}
|
||||
|
||||
fn main() {
|
||||
let rect1 = Rectangle {
|
||||
width: 30,
|
||||
height: 50,
|
||||
};
|
||||
|
||||
println!("rect1 is {:?}", rect1);
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
这会默认展示所有的结构体中的字段：
|
||||
|
||||
```sh
|
||||
rect1 is Rectangle { width: 30, height: 50 }
|
||||
```
|
||||
|
||||
当结构体变得更大，有一种更易读的占位符可以使用：`{:#?}`
|
||||
|
||||
```rs
|
||||
println!("rect1 is {:#?}", rect1);
|
||||
```
|
||||
|
||||
这包含了更漂亮的换行与缩进，输出的调试信息更易读。
|
||||
|
||||
另一种使用 `Debug` 格式打印数值的方法是 `dbg!` 宏，它接收一个表达式的所有权（与 `println!` 宏相反，后者接收的是引用）
|
||||
|
||||
打印出代码中调用 `dbg!` 宏时所在的文件和行号以及该表达式的结果值，并返回该值得所有权。
|
||||
|
||||
::: warning
|
||||
注意：调用 `dbg!` 宏会打印到标准错误控制台流（`stderr`），与 `println!` 不同，后者会打印到标准输出控制台流（`stdout`）。
|
||||
:::
|
||||
|
||||
下面是使用 `dbg!` 宏的例子：
|
||||
|
||||
```rs
|
||||
#[derive(Debug)]
|
||||
struct Rectangle {
|
||||
width: u32,
|
||||
height: u32,
|
||||
}
|
||||
|
||||
fn main() {
|
||||
let scale = 2;
|
||||
let rect1 = Rectangle {
|
||||
width: dbg!(30 * scale),
|
||||
height: 50,
|
||||
};
|
||||
|
||||
dbg!(&rect1);
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
```sh
|
||||
$ cargo run
|
||||
Compiling rectangles v0.1.0 (file:///projects/rectangles)
|
||||
Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.61s
|
||||
Running `target/debug/rectangles`
|
||||
[src/main.rs:10] 30 * scale = 60
|
||||
[src/main.rs:14] &rect1 = Rectangle {
|
||||
width: 60,
|
||||
height: 50,
|
||||
}
|
||||
```
|
||||
|
||||
### 方法语法
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||||
|
||||
在前面的代码中，`area` 函数是单独实现的，但实际上 `area` 函数与结构体 `Rectangle` 是强相关的。
|
||||
|
||||
这里涉及到 函数（function） 与 方法（method） 的不同：
|
||||
|
||||
与函数不同的是，方法是在结构体的上下文被定义的（或者是枚举或 trait 对象的上下文）
|
||||
|
||||
## 枚举和模式匹配
|
||||
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||||
### 枚举的定义
|
||||
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