06_数据类型 - 技术栈

一、概述

Rust的数据类型包含两个大类，即：标量和复合类型。Rust是静态语言，在编译时必须知道所有变量类型

基于使用的值，编译器通常能够推断出它的具体类型
但如果可能的类型比较多，就必须添加类型声明标注，否则会编译报错。例如把String调用parse方法转为整形，我们必须标注接受值的变量为整形，是因为该方法能推断的类型种类比较多，如:i32、u32等。

我们可以使用以下示例代码声明一个整形变量，用于存储通过解析字符串得到的值。这样rust就知道我们要解析的值确定是u32类型

rust 复制代码

fn main() {
    let guess: u32 = "42".parse().expect("Not a number!");
    println!("You guessed: {}", guess);
}

二、标量类型

一个标量类型代表一个单个的值
Rust有四个主要的标量类型

整数类型
浮点类型
布尔类型
字符类型

2.1 整数类型

整数类型 整数类型没有小数部分，例如u32就是一个无符号的整数类型，占据32位的空间。无符号整数类型以u开头，有符号的数据类型以i开发，rust的整数类型列表如下图

长度	有符号类型	无符号类型
8-bit	i8	u8
16-bit	i16	u16
32-bit	i32	u32
64-bit	i64	u64
128-bit	i128	u128
arch	isize	usize

有符号的数字类型有正有负，无符号的数字类型只有正数。

有符号范围：-(2^n - 1) 到 2^(n-1) - 1

无符号范围：2^n - 1

arch类型由计算机的架构位数所决定，如果计算机是64位，那么isize和usize的位数就是64。使用isize和usize的主要场景是对某种集合进行索引操作。

整数字面值 整数的字面值，可以有多种表示形式，如下表

字面值	示例
十进制（decimal）	98_222
十六进制（hex）	0xff
八进制（Octal）	0o77
二进制（Binary）	0b1111_0000
字节（仅限与u8类型）	b'A'

出了byte类型之外，所有的数值类型都允许使用类型后缀，例如：57u8

如果不清楚应该使用哪种类型，可以使用rust相应的默认类型，整数的默认类型是i32，总体上来说速度很快，即使在64位系统中

2.1.1 整数溢出

例如：u8的范围是0-255，如果你把一个u8变量的值设为256，那么：

在调试模式下编译，rust会检查整数溢出，如果发生溢出，程序在运行时就会发生panic
在发布模式下（--release）编译，rust不会检查可能导致panic的整数溢出，如果发生溢出，rust会执行环绕操作，256变成0，257变成1，以此类推，但不会导致程序的panic

2.2 浮点类型

rust有两种基础的浮点类型，也就是含有小数部分的类型，包含以下两种

f32，占据32位长度，单精度
f64，占据64位长度，双精度

rust的浮点数类型使用了 IEEE-754 标注来描述，f64 是默认类型，因为在现代计算机里上f64和f32运行速度差不多，但f64更加精确。

2.3 数值的操作

数值支持加、减、乘、除、余计算，

2.3 布尔类型

rust的布尔类型也有两个值：true和false，占用一个字节的大小

2.4 字符类型

rust语言中char类型被用来描述语言中最基础的单个字符，字符类型的字面值使用单引号，占用4个字节的大小，字符类型是Unicode标量值，可以表示比 ASCII 多很多的字符内容：拼音、中文、日文、韩文、零长度空白字符、emoji表情等。范围值是

U+0000 到 U+D7FF
U+E000 到 U+10FFFF

但是，Unicode 中并没有"字符"概念，所以直觉上认为的字符也许与rust中的概念不相符。

三、复合类型

复合类型可以将多个值放在一个类型了，rust提供两种基础的复合类型：元组（tuple）、数组（数组）

3.1 元组

Tuple可以将多个类型的多个值放在一个类型里，Tuple的长度是固定的，一旦声明后就无法改变。创建Tuple的过程如下

在小括号里，将值用都好隔开
Tuple中的每个位置都对应一个类型，Tuple中各元素的类型不必相同

3.1.1 声明元组

以下创建一个Tuple类型数据，并将数据内容输出到终端上

rust 复制代码

fn main() {
    let tup: (i32, f64, u8) = (500, 6.4, 1);
    let pat = expr;
}

3.1.2 获取tuple的元素值

可以使用模式匹配来结构（destructure）一个Tuple来获取元素的值。例子：

rust 复制代码

fn main() {
    let tup: (i32, f64, u8) = (500, 6.4, 1);
    let (x, y, z) = tup;

    println!("The value of x, y z, is: {},{},{}", x, y, z);
}

3.1.3 访问tuple的元素

在rust中使用点标记法，后接元素索引号来访问tuple元素，如下

rust 复制代码

fn main() {
    let tup: (i32, f64, u8) = (500, 6.4, 1);

    println!("The value of tup items is: {},{},{}", tup.0, tup.1, tup.2);
}

3.2 数组

数组也可以将多个值放在一个类型里，但数组中每个元素的类型必须相同，数组的长度也是固定的，一旦声明之后，不可以改变。

声明数组 在中括号里，各个值使用都好隔开，如下例子

rust 复制代码

let a = [1, 2, 3, 4, 5];

以下再定义一个包含所有月份的数组，并打印第一个元素

rust 复制代码

fn main() {
    let months = [
        "January",
        "February",
        "March",
        "April",
        "May",
        "June",
        "July",
        "August",
        "September",
        "October",
        "November",
        "December",
    ];

    print!("the first item is {}", months[0]);
}

3.2.2 数组的用处

如果想让数据存储在栈（stack）内存上，而不是堆（heap）内存上，或者想保证有固定数量的元素，这时使用数组更有号去处。

数组是由预导入模块（prelude）提供，不过prelude也是标准库的一部分，的可以说标准库式prelude的超集。

实际上rust标准库还提供了一个和数组类型的数据类型--vector，数组没有vector灵活，vector的长度可以改变。如果我们不确定使用数组还是使用vector，这时候应当使用vector。

3.2.3 数组的类型

数组的类型以及长度以下面这种形式表示[类型;长度]，如下代码

rust 复制代码

let a:[i32; 5] = [1, 2, 3, 4, 5];

如果数组的每个元素都相同，那么我们可以使用以下的声明方式

rust 复制代码

let a = [3; 5];

它就相当于以下表达式

rust 复制代码

let a = [3, 3, 3, 3];

3.2.4 数组的访问

数组是stack上分配的单个块内存，可以使用索引来访问数组元素，如下读取months这个数组的第一个元素

shell 复制代码

let first = months[0];

rust不允许继续访问其数据相邻的地址的内存，运行的时候会报数组越界的错误（runtime时会panic）。如果访问的数组索引超出了数组的范围，编译的时候可能不会通过，因为rust回对编译的代码进行简单的检查，如下

rust 复制代码

fn main() {
    let months = [
        "January",
        "February",
        "March",
        "April",
        "May",
        "June",
        "July",
        "August",
        "September",
        "October",
        "November",
        "December",
    ];

    let index = 15;

    print!("{}", months[index]);
}

以上代码编译时将会报错，因为rust通过简单的判断能判定处months元素个数只有12个，使用15这个索引值访问是不被允许的。但如果我们把逻辑变得更加复杂，rust就没法在编译时进行检查了，只能在运行时进行代码检查，执行过程中逻辑出错rust将会报错并退出程序。如下代码

rust 复制代码

fn main() {
    let months = [
        "January",
        "February",
        "March",
        "April",
        "May",
        "June",
        "July",
        "August",
        "September",
        "October",
        "November",
        "December",
    ];

    let index = [15, 16, 17];

    print!("{}", months[index[0]]);
}

因为有了编译时简单逻辑检查，也使得我们的程序更加安全。