Rust入坑指南：千人千構

時間 2019-11-06

標籤 rust 指南千人简体版

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坑愈來愈深了，在坑裏的同窗讓我看到大家的雙手！html

前面咱們聊過了Rust最基本的幾種數據類型。不知道你還記不記得，若是不記得能夠先複習一下。上一個坑挖好之後，有同窗私信我說坑太深了，下來的時候差點崴了腳。我只能對他說抱歉，下次還有可能更深。不過這篇文章不會那麼深了，本文我將帶你們探索Structs和Enums這兩個坑，沒錯，是雙坑。是否是很驚喜？好了，言歸正傳。咱們先來介紹Structs。git

Structs

Structs在許多語言裏都有，是一種自定義的類型，能夠類比到Java中的類。Rust中使用Structs使用的是struct關鍵字。例如咱們定義一個用戶類型。github

struct User {
    username: String,
    email: String,
    sign_in_count: u64,
    active: bool,
}
複製代碼

初始化時能夠直接將上面對應的數據類型替換爲正確的值。編程

fn build_user(email: String, username: String) -> User {
    User {
        email: email,
        username: username,
        active: true,
        sign_in_count: 1,
    }
}
複製代碼

下面仔細觀察這email: email和username: username這兩行代碼，有沒有以爲有點麻煩？，若是User的全部屬性值都是從函數參數傳進來，那麼咱們每一個參數名都要重複一遍。還好Rust爲咱們提供了語法糖，能夠省去一些代碼。編程語言

初始化Struct時省去變量名

對於上面的初始化代碼，咱們能夠作一些簡化。函數

fn build_user(email: String, username: String) -> User {
    User {
        email,
        username,
        active: true,
        sign_in_count: 1,
    }
}
複製代碼

你能夠認爲這是Rust的一個語法糖，當變量名和字段名相同時，初始化Struct的時候就能夠省略變量名。讓開發者沒必要作過多無心義的重複工做（寫兩遍email）。ui

在其餘實例的基礎上建立Struct

除了上面的語法糖之外，在建立Struct時，Rust還提供了另外一個語法糖，例如咱們新建一個user2，它只有郵箱和用戶名與user1不一樣，其餘屬性都相同，那麼咱們可使用以下代碼：spa

#![allow(unused_variables)]
fn main() {
struct User {
    username: String,
    email: String,
    sign_in_count: u64,
    active: bool,
}

let user1 = User {
    email: String::from("someone@example.com"),
    username: String::from("someusername123"),
    active: true,
    sign_in_count: 1,
};

let user2 = User {
    email: String::from("another@example.com"),
    username: String::from("anotherusername567"),
    ..user1
};
}
複製代碼

這裏的..user1表示剩下的字段的值都和user1相同。code

Tuple Struct

接下來再來介紹兩個特殊形式的Struct，一種是Tuple Struct，定義時與Tuple類似htm

struct Color(i32, i32, i32);
struct Point(i32, i32, i32);
複製代碼

它與Tuple的不一樣在於，你能夠賦予Tuple Struct一個有意義的名字，而不僅是無心義的一堆值。須要注意的是，這裏咱們定義的Color和Point是兩種不一樣的類型，它們之間不能互相賦值。另外，若是你想要取得Tuple Struct中某個字段的值，和Tuple同樣，使用.便可。

空字段Struct

這裏還有一種特殊的Struct，即沒有字段的Struct。它叫作類單元結構（unit-like structs）。這種結構體通常用於實現某些特徵，但又沒有須要存儲的數據。

Struct 方法

方法和函數很是類似，不一樣之處在於，定義方法時，必須有與之關聯的Struct，而且方法的第一個參數必須是self。咱們先來看一下如何定義一個方法：

struct Rectangle {
    width: u32,
    height: u32,
}

impl Rectangle {
    fn area(&self) -> u32 {
        self.width * self.height
    }
}
複製代碼

咱們提到，方法必須與Struct關聯，這裏使用impl關鍵字定義一段指定Struct的實現代碼，而後在這個代碼塊中定義Struct相關的方法，注意咱們的area方法符合規則，第一個參數是self。調用時只須要用.就能夠。

fn main() {
    let rect1 = Rectangle { width: 30, height: 50 };
	rect1.area();
}
複製代碼

這裏的&self實際上是代替了rectangle: &Rectangle，至於這裏爲何要使用&符號，咱們在前文已經作了介紹。固然，這裏self也不是必需要加&符號，你能夠認爲它是一個正常的參數，根據須要來使用。

有些同窗可能會有些困惑，咱們已經有了函數了，爲何還要使用方法？這其實主要是爲了代碼的結構。咱們須要將Struct實例能夠作的操做都放到impl實現代碼塊中，方便修改和查找。而使用函數則可能存在開發人員隨便找個位置來定義的尷尬狀況，這對於後期維護代碼的開發人員來說將是一種災難。

如今咱們已經知道，方法必須定義在impl代碼塊中，且第一個參數必須是self，但有時你會在Impl代碼塊中看到第一個參數不是self的，並且Rust也容許這種行爲。

impl Rectangle {
    fn square(size: u32) -> Rectangle {
        Rectangle { width: size, height: size }
    }
}
複製代碼

這是什麼狀況？剛纔說的不對？其實否則，這種函數叫作相關函數（associated functions）。它仍然是函數，而不是方法而且直接和Struct相關，相似於Java中的靜態方法。調用時直接使用雙冒號（::），咱們以前見過不少次的String::from("Hi")就是String的相關函數。

最後提一點，Rust支持爲一個Struct定義多個實現代碼塊。可是咱們並不推薦這樣使用。

至此，第一個坑Struct就挖好了，接下來就是第二個坑Enum。

Enum

不少編程語言都支持枚舉類型，Rust也不例外。所以枚舉對於大部分開發人員來講並不陌生，這裏咱們簡單介紹一些使用方法及特性。

先來看一下Rust中如何定義枚舉和獲取枚舉值。

enum IpAddrKind {
    V4,
    V6,
}

let six = IpAddrKind::V6;
let four = IpAddrKind::V4;
複製代碼

這裏的例子只是最簡單的定義枚舉的方法，每一個枚舉的值也能夠關聯其餘類型的的值。例如

enum Message {
    Quit,
    Move { x: i32, y: i32 },
    Write(String),
    ChangeColor(i32, i32, i32),
}
複製代碼

此外，Enum也能夠像Struct擁有impl代碼塊，你也能夠在裏面定義方法。

Option枚舉

Option是Rust標準庫中定義的一個枚舉。若是你用過Java8的話，必定知道一個Optional類，專門用來處理null值。Rust中是不存在null值的，由於它太容易引發bug了。但若是確實須要的時候怎麼辦呢，這就須要Option枚舉登場了。咱們先來看一看它的定義：

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

很簡單對不對。它是一個枚舉，只有兩個值，一個是Some，一個是None，其中Some還關聯了一個類型T的值，這個T相似於Java中的泛型，即它能夠是任意類型。

在使用時，能夠直接使用Some或None，前面不用加Option::。當你使用None時，必需要指定T的具體類型。

let some_number = Some(5);
let some_string = Some("a string");

let absent_number: Option<i32> = None;
複製代碼

須要注意的是Option<T>與T並非相同的類型。你能夠在官方文檔中查看從Option<T>中提取出T的方法。

match流程控制

Rust有一個很強大的流程控制操做叫作match，它有些相似於Java中的switch。首先匹配一系列的模式，而後執行相應的代碼。與Java中switch不一樣的是，switch只能支持數值/枚舉類型（如今也能夠支持字符串），match能夠支持任意類型。

enum Coin {
    Penny,
    Nickel,
    Dime,
    Quarter,
}

fn value_in_cents(coin: Coin) -> u8 {
    match coin {
        Coin::Penny => 1,
        Coin::Nickel => 5,
        Coin::Dime => 10,
        Coin::Quarter => 25,
    }
}
複製代碼

此外，match還能夠支持模式中綁定值。

enum UsState {
    Alabama,
    Alaska,
    // --snip--
}

enum Coin {
    Penny,
    Nickel,
    Dime,
    Quarter(UsState),
}

fn value_in_cents(coin: Coin) -> u8 {
    match coin {
        Coin::Penny => 1,
        Coin::Nickel => 5,
        Coin::Dime => 10,
        Coin::Quarter(state) => {
            println!("State quarter from {:?}!", state);
            25
        },
    }
}
複製代碼

match與Option<T>

前面咱們聊到了從Option<T>中提取T的值，咱們來介紹一種經過match提取的方法。

fn plus_one(x: Option<i32>) -> Option<i32> {
    match x {
        None => None,
        Some(i) => Some(i + 1),
    }
}

let five = Some(5);
let six = plus_one(five);
let none = plus_one(None);
複製代碼

這種方法在參數中必須聲明T的具體類型，這裏再思考一個問題，若是咱們肯定x必定不會是None，那麼可不能夠去掉None的那個條件？

`_`佔位符

答案是不能夠，Rust要求match必須列舉出全部可能的條件。例如，若是一個u8類型的，就須要列舉0到255這些條件。這樣作的話，可能一天也寫不了幾個match語句吧。因此Rust又給咱們準備了一個語法糖。

針對上述狀況，就能夠寫成下面這樣：

let some_u8_value = 0u8;
match some_u8_value {
    1 => println!("one"),
    3 => println!("three"),
    5 => println!("five"),
    7 => println!("seven"),
    _ => (),
}
複製代碼

咱們只須要列舉咱們關心的幾種狀況，而後用佔位符_表示剩餘全部狀況。看到這我只想感嘆一句，這糖真甜啊。

if let

對於咱們只關心一個條件的match來說，還有一種更加簡潔的語法，那就是if let。

舉個栗子，咱們只想要Option<u8>中值爲3時打印相關信息，利用咱們已經掌握的知識，能夠這樣寫。

let some_u8_value = Some(0u8);
match some_u8_value {
    Some(3) => println!("three"),
    _ => (),
}
複製代碼

若是用if let呢，就會更加簡潔一些。

if let Some(3) = some_u8_value {
    println!("three");
}
複製代碼

這裏要注意，當match只有一個條件時，纔可使用if let替代。

有同窗可能會問，既然叫if let，那麼有沒有else條件呢？答案是有的。對於下面這種狀況

let mut count = 0;
match coin {
    Coin::Quarter(state) => println!("State quarter from {:?}!", state),
    _ => count += 1,
}
複製代碼

若是替換成if let語句，應該是

let mut count = 0;
if let Coin::Quarter(state) = coin {
    println!("State quarter from {:?}!", state);
} else {
    count += 1;
}
複製代碼

總結

第二個坑也挖好了，來總結一下吧。本文咱們首先介紹了Struct，它相似於Java中的類，能夠供開發人員自定義類型。而後介紹了兩種初始化Struct時的簡化代碼的方法。接着是定義Struct相關的方法。在介紹完Struct之後，緊接着又介紹了你們都很熟悉的Enum枚舉類型。重點說了Rust中特殊的枚舉Option，而後介紹了match和if let這兩種流程控制語法。

最後，按照國際慣例，我仍是要誠摯的邀請你早日入坑。坑裏真的是冬暖夏涼~