Rust常见编程概念

目录

• 变量和可变性
  
  
  
  • 常量
    
  • 隐藏
    
  
  
• 数据类型
  
  
  
  • 标量类型
    
    
    
    • 整型
      
    • 浮点型
      
    • 布尔型
      
    • 字符类型
      
    
    
  • 复合类型
    
    
    
    • 元组类型
      
    • 数组类型
      
      
      
      • 访问数组元素
        
      • 无效的数组元素访问
        
      
      
    
    
  
  
• 函数
  
  
  
  • 参数
    
  • 语句和表达式
    
  • 具有返回值的函数
    
  
  
• 注释
  
• 控制流
  
  
  
  • if 表达式
    
  • 使用 else if 处理多重条件
    
  • 在 let 语句中使用 if
    
  • 使用循环重复执行
    
    
    
    • 使用 loop 重复执行代码
      
    • 从循环返回值
      
    • 循环标签：在多个循环之间消除歧义
      
    • while 条件循环
      
    • 使用 for 遍历集合
      
    
    
  
  

本文大部分内容来自官方文档，对于一些基础常识的内容做了删减，适合已经掌握其它编程语言的人查阅，原文档内容参考常见编程概念
。
变量和可变性

变量默认是不可变的，可以在变量名前添加 mut 来使其可变。
示例代码：

1. fn main() {
2.     //let x = 5; 默认不可变，编译报错
3.     let mut x = 5;
4.     println!("The value of x is: {x}");
5.     x = 6;
6.     println!("The value of x is: {x}");
7. }

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常量

类似于不可变变量，常量 (constants)是绑定到一个名称的不允许改变的值，常量与变量的区别：

• 不允许对常量使用 mut，常量不光默认不可变，它总是不可变。
  
• 声明常量使用 const 关键字而不是 let，并且必须注明值的类型。
  
• 常量可以在任何作用域中声明，包括全局作用域。
  
• 常量只能被设置为常量表达式，而不可以是其他任何只能在运行时计算出的值。
  

示例代码：

1. const THREE_HOURS_IN_SECONDS: u32 = 60 * 60 * 3;

复制代码

Rust 对常量的命名约定是在单词之间使用全大写加下划线，编译器能够在编译时计算一组有限的操作。
在声明它的作用域之中，常量在整个程序生命周期中都有效，将硬编码值声明为常量有助于后期代码维护。
隐藏

可以用相同变量名称来隐藏一个变量，以及重复使用 let 关键字来多次隐藏，如下所示：

1. fn main() {
2.     //将 x 绑定到值 5 上
3.     let x = 5;
5.     //创建了一个新变量 x
6.     let x = x + 1;
8.     {
9.         //创建了一个新变量 x
10.         let x = x * 2;
11.         println!("The value of x in the inner scope is: {x}");
12.         //输出 The value of x in the inner scope is: 12
13.     }
15.     println!("The value of x is: {x}");
16.     //输出 The value of x is: 6
17. }

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隐藏与将变量标记为 mut 是有区别的：

• 对变量重新赋值时不使用 let 关键字会导致编译时错误，通过使用 let 可以用这个值进行一些计算，计算完之后变量仍然是不可变的。
  
• 当再次使用 let 时，实际上创建了一个新变量，我们可以改变值的类型，并且复用这个名字，例如：
  

1. //字符串类型
2. let spaces = "   ";
3. //数字类型
4. let spaces = spaces.len();

复制代码

隐藏使我们不必使用不同的名字，如 spaces_str 和 spaces_num。
下面这种代码会报错，不能改变变量的类型：

1. let mut spaces = "   ";
2. spaces = spaces.len();

复制代码

注：不要滥用隐藏特性，被隐藏变量和新变量尽量处于同一个作用域。
数据类型

每一个值都属于某一个 数据类型（data type），有两类数据类型子集：标量（scalar）和复合（compound）。
Rust 是 静态类型（statically typed）语言，编译时就必须知道所有变量的类型。
根据值及其使用方式，编译器通常可以推断出我们想要用的类型:

当多种类型均有可能时必须增加类型注解，例如：

1. let guess: u32 = "42".parse().expect("Not a number!");

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标量类型

标量（scalar）类型代表一个单独的值，Rust 有四种基本的标量类型：整型、浮点型、布尔类型和字符类型。
整型

整数 是一个没有小数部分的数字，Rust 内建的整数类型如下：
长度有符号无符号8-biti8u816-biti16u1632-biti32u3264-biti64u64128-biti128u128archisizeusize可以使用其中的任一个来声明一个整数值的类型，类型取值范围如下（n 是变体使用的位数）：

• 有符号的变体可以储存包含从 -(2ⁿ⁻¹) 到 2ⁿ⁻¹ - 1 的数字，如 i8 可以储存从 -(2⁷) 到 2⁷ - 1 的数字，也就是从 -128 到 127。
  
• 无符号的变体可以储存从 0 到 2ⁿ - 1 的数字，如 u8 可以储存从 0 到 2⁸ - 1 的数字，也就是从 0 到 255。
  
• isize 和 usize 类型依赖运行程序的计算机架构：64 位架构上它们是 64 位的，32 位架构上它们是 32 位的。
  

可以使用下表中的任何一种形式编写数字字面值:
数字字面值例子Decimal (十进制)98_222Hex (十六进制)0xffOctal (八进制)0o77Binary (二进制)0b1111_0000Byte (单字节字符)(仅限于u8)b'A'

• 可以是多种数字类型的数字字面值允许使用类型后缀，例如 57u8 来指定类型；
  
• 允许使用 _ 做为分隔符以方便读数，例如1_000 的值与 1000 相同。
  

如果不知道使用哪种类型的数字，可以使用 Rust 的默认类型，数字类型默认是 i32，isize 或 usize 主要作为某些集合的索引。
关于整型溢出的处理：

• 当在 debug 模式编译时，Rust 检查这类问题并使程序 panic，这个术语被 Rust 用来表明程序因错误而退出。
  
• 使用 --release flag 在 release 模式中构建时，Rust 不会检测会导致 panic 的整型溢出。发生整型溢出时会进行二进制补码操作，值 256 变成 0，值 257 变成 1，依此类推。
  

为了显式地处理溢出的可能性，可以使用这几类标准库提供的原始数字类型方法：

• 所有模式下都可以使用 wrapping_* 方法进行 wrapping，如 wrapping_add
  
• 如果 checked_* 方法出现溢出，则返回 None值
  
• 用 overflowing_* 方法返回值和一个布尔值，表示是否出现溢出
  
• 用 saturating_* 方法在值的最小值或最大值处进行饱和处理
  

浮点型

Rust 也有两个原生的 浮点数（floating-point numbers）类型，分别是 f32 和 f64，分别占 32 位和 64 位，默认类型是 f64：

1. fn main() {
2.     let x = 2.0; // f64
3.     let y: f32 = 3.0; // f32
4. }

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浮点数采用 IEEE-754 标准表示，f32 是单精度浮点数，f64 是双精度浮点数。
注：Rust 中的所有数字类型都支持基本数学运算：加法、减法、乘法、除法和取余，整数除法会向零舍入到最接近的整数。
布尔型

Rust 中的布尔类型有两个可能的值：true 和 false，使用 bool 表示：

1. fn main() {
2.     let t = true;
3.     let f: bool = false;
4. }

复制代码

字符类型

Rust 的 char 类型是语言中最原生的字母类型：
[code]fn main() {    //单引号声明 char 字面量，双引号声明字符串字面量    let c = 'z';    let z: char = 'ℤ';     let heart_eyed_cat = '
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