Rust切片、结构体、枚举

2025-04-05

Rust

1.6k words

切片类型

切片（Slice）是对数据值的部分“引用”

我们可以从一个数据集合中取一部分来使用

字符串切片

例如

fn main() {
    let s = String::from("broadcast");

    let part1 = &s[0..5];
    let part2 = &s[5..9];

    println!("{}={}+{}", s, part1, part2);
}

这里的0..5是前闭后开区间实际上内存上是这样的

有一些简便的写法，可以这样写

1
2
3

..y 等价于 0..y
x.. 等价于位置 x 到数据结束
.. 等价于位置 0 到结束

被切片引用的字符串是不允许被修改的，除此之外，我们需要区分str和String这两个字符串类型

前者指的是堆内存中的字符串，我们可以理解为常量字符串，用的时候是作为&str引用使用的

String实际上是一种数据类型，类似于C++中的string类，有追加，清空等一系列操作

这两者都支持切片，切片的结果必须是引用类型

1	let slice = &s[0..3];

其他结构的切片

fn main() {
    let arr = [1, 3, 5, 7, 9];
    let part = &arr[0..3];
    for i in part.iter() {
        println!("{}", i);
    }
}

原理都是类似的

结构体

结构体和元组是类似的，可以将不同类型的数据作为一个整体，但是结构体内部每个成员是有名字的

例如

struct Site {
    domain: String,
    name: String,
    nation: String,
    found: u32
}

这里的结构体和C++中的不太一样，这里的结构体只能用来定义类型，不能实例化对象，不需要;，成员用,分割

结构体实例

结构体实例化是使用key: value的形式进行赋值的，例如

let baidu = Site {
    domain: String::from("www.baidu.com"),
    name: String::from("baidu"),
    nation: String::from("China"),
    found: 2013
};

如果当前作用域有和成员变量名称相同的，可以直接写

let domain = String::from("www.baidu.com");
let name = String::from("baidu");
let baidu = Site {
    domain,  // 等同于 domain : domain,
    name,    // 等同于 name : name,
    nation: String::from("China"),
    traffic: 2013
};

如果用一个结构体实例的一部分去构建另一个结构体，可以这样写

let site = Site {
    domain: String::from("www.baidu.com"),
    name: String::from("b"),
    ..baidu
};

但是不允许全部用旧结构体的

元组结构体

元组结构体的定义和使用更为简单，实际上是一种元组形式的结构体，区别就是有名字和固定的类型格式，主要是为了处理定义经常使用的简单类型用的

struct Color(u8, u8, u8);
struct Point(f64, f64);

let black = Color(0, 0, 0);
let origin = Point(0.0, 0.0);

使用方法就和普通的元组使用是一样的了

结构体所有权

结构体实例会掌握所有成员的所有权，因为当结构体生命周期结束的时候，会释放所有字段

输出结构体

#[derive(Debug)]
struct Rectangle {
    width: u32,
    height: u32,
}

fn main() {
    let rect1 = Rectangle { width: 30, height: 50 };

    println!("rect1 is {:?}", rect1);
}

第一行是调用调试库，然后用:?做占位符就可以输出整个结构体的内容了，使用:#?就可以自动格式化

结构体的方法

结构体的方法主要是用于操作结构体实例本身的

Rust语言其实不是面向对象的，但是也可以实现面向对象的思想

结构体方法的第一个参数必须是&self，不需要声明类型

例如计算一个矩形的面积

struct Rectangle {
    width: u32,
    height: u32,
}
    
impl Rectangle {
    fn area(&self) -> u32 {
        self.width * self.height
    }
}

fn main() {
    let rect1 = Rectangle { width: 30, height: 50 };
    println!("rect1's area is {}", rect1.area());
}

调用结构体方法的时候就可以不用写self了

结构体关联函数

如果做impl中，但是没有&self参数，而是属于结构体全体的，不属于某个具体的实例

类似于C++中的静态成员函数

#[derive(Debug)]
struct Rectangle {
    width: u32,
    height: u32,
}

impl Rectangle {
    fn create(width: u32, height: u32) -> Rectangle {
        Rectangle { width, height }
    }
}

fn main() {
    let rect = Rectangle::create(30, 50);
    println!("{:?}", rect);
}

单元结构体

结构体也可以不需要任何成员

1	struct UnitStruct;

枚举

Rust的枚举和C++的枚举还是不太一样的，但是使用是比较简单的，例如

#[derive(Debug)]

enum Book {
    Papery, Electronic
}

fn main() {
    let book = Book::Papery;
    println!("{:?}", book);
}

我们可以给枚举添加元组属性描述，或者使用结构体的语法都是可以的

enum Book {
    Papery(u32),
    Electronic(String),
}

let book = Book::Papery(1001);
let ebook = Book::Electronic(String::from("url://..."));


enum Book {
    Papery { index: u32 },
    Electronic { url: String },
}
let book = Book::Papery{index: 1001};

但是我们无法访问具体枚举对应的值是什么，访问的方法在下面介绍

match语法

match很类似switch，但是rust并不支持switch

例如

fn main() {
    enum Book {
        Papery {index: u32},
        Electronic {url: String},
    }
    
    let book = Book::Papery{index: 1001};
    let ebook = Book::Electronic{url: String::from("url...")};
    
    match book {
        Book::Papery { index } => {
            println!("Papery book {}", index);
        },
        Book::Electronic { url } => {
            println!("E-book {}", url);
        }
    }
}

基本格式是这样的

match 枚举类实例 {
    分类1 => 返回值表达式,
    分类2 => 返回值表达式,
    ...
}

但是所有返回值表达式的类型必须是一样的

match除了可以处理枚举，也可以处理整数、浮点数、字符、字符串切片引用的，但是不推荐使用浮点数，有可能有精度问题

默认情况用_表示，例如

fn main() {
    let t = "abc";
    match t {
        "abc" => println!("Yes"),
        _ => {},
    }
}

Option枚举类

Option时Rust标准库自带的枚举类，这主要是为了解决Rust没有空引用的问题

Option具体是这样的

enum Option<T> {
    Some(T),
    None,
}

我们如果要对这个类型的数据做操作的时候，就必须先判断是否时None

fn main() {
    let opt = Option::Some("Hello");
    match opt {
        Option::Some(something) => {
            println!("{}", something);
        },
        Option::None => {
            println!("opt is nothing");
        }
    }
}

如果我们想要声明某个变量是空值时，就必须先声明明确的类型

fn main() {
    let opt: Option<&str> = Option::None;
    match opt {
        Option::Some(something) => {
            println!("{}", something);
        },
        Option::None => {
            println!("opt is nothing");
        }
    }
}

Option是默认引入的，所以可以直接写Some()或者None

if let 语句

这是一种match语句的语法糖，可以用来简化匹配match枚举类型的yufa

如果直接使用if else

let maybe_name = Some("Alice");

if maybe_name {
    println!("Name is: {}", maybe_name); // ❌ 编译错误：不能直接判断 Option
}

正确的方式是使用if let ，当然这个后面可以加上else

let maybe_name = Some("Alice");

if let Some(name) = maybe_name {
    println!("Name is: {}", name); // ✅ 解构出 name
}

对应的match写法是

match maybe_name {
    Some(name) => println!("Name is: {}", name),
    _ => (), // 其它情况忽略
}

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