rust数据类型转换,as和TryInto使用

Rust 是类型安全的语言,因此在 Rust 中做类型转换不是一件简单的事,这一章节我们将对 Rust 中的类型转换进行详尽讲解。

as转换

先来看一段代码:

rust 复制代码
fn main() {
  let a: i32 = 10;
  let b: u16 = 100;

  if a < b {
    println!("Ten is less than one hundred.");
  }
}

能跟着这本书一直学习到这里,说明你对 Rust 已经有了一定的理解,那么一眼就能看出这段代码注定会报错,因为 ab 拥有不同的类型,Rust 不允许两种不同的类型进行比较。

解决办法很简单,只要把 b 转换成 i32 类型即可,Rust 中内置了一些基本类型之间的转换,这里使用 as 操作符来完成: if a < (b as i32) {...}。那么为什么不把 a 转换成 u16 类型呢?

因为每个类型能表达的数据范围不同,如果把范围较大的类型转换成较小的类型,会造成错误,因此我们需要把范围较小的类型转换成较大的类型,来避免这些问题的发生。

使用类型转换需要小心,因为如果执行以下操作 300_i32 as i8,你将获得 44 这个值,而不是 300,因为 i8 类型能表达的的最大值为 2^7 - 1,使用以下代码可以查看 i8 的最大值:

rust 复制代码
let a = i8::MAX; 
println!("{}",a);

下面列出了常用的转换形式:

rust 复制代码
fn main() {
   let a = 3.1 as i8;
   let b = 100_i8 as i32;
   let c = 'a' as u8; // 将字符'a'转换为整数,97

   println!("{},{},{}",a,b,c)
}

内存地址转换为指针

rust 复制代码
let mut values: [i32; 2] = [1, 2];
let p1: *mut i32 = values.as_mut_ptr();
let first_address = p1 as usize; // 将p1内存地址转换为一个整数
let second_address = first_address + 4; // 4 == std::mem::size_of::<i32>(),i32类型占用4个字节,因此将内存地址 + 4
let p2 = second_address as *mut i32; // 访问该地址指向的下一个整数p2
unsafe {
    *p2 += 1;
}
assert_eq!(values[1], 3);

转换不具有传递性 就算 e as U1 as U2 是合法的,也不能说明 e as U2 是合法的(e 不能直接转换成 U2)。

TryInto 转换

在一些场景中,使用 as 关键字会有比较大的限制。如果你想要在类型转换上拥有完全的控制而不依赖内置的转换,例如处理转换错误,那么可以使用 TryInto

rust 复制代码
use std::convert::TryInto;

fn main() {
   let a: u8 = 10;
   let b: u16 = 1500;

   let b_: u8 = b.try_into().unwrap();

   if a < b_ {
     println!("Ten is less than one hundred.");
   }
}

上面代码中引入了 std::convert::TryInto 特征,但是却没有使用它,可能有些同学会为此困惑,主要原因在于如果你要使用一个特征的方法,那么你需要引入该特征到当前的作用域中 ,我们在上面用到了 try_into 方法,因此需要引入对应的特征。但是 Rust 又提供了一个非常便利的办法,把最常用的标准库中的特征通过std::prelude模块提前引入到当前作用域中,其中包括了 std::convert::TryInto,你可以尝试删除第一行的代码 use ...,看看是否会报错。

try_into 会尝试进行一次转换,并返回一个 Result,此时就可以对其进行相应的错误处理。由于我们的例子只是为了快速测试,因此使用了 unwrap 方法,该方法在发现错误时,会直接调用 panic 导致程序的崩溃退出,在实际项目中,请不要这么使用,具体见panic部分。

最主要的是 try_into 转换会捕获大类型向小类型转换时导致的溢出错误:

rust 复制代码
fn main() {
    let b: i16 = 1500;

    let b_: u8 = match b.try_into() {
        Ok(b1) => b1,
        Err(e) => {
            println!("{:?}", e.to_string());
            0
        }
    };
}

运行后输出如下 "out of range integral type conversion attempted",在这里我们程序捕获了错误,编译器告诉我们类型范围超出的转换是不被允许的,因为我们试图把 1500_i16 转换为 u8 类型,后者明显不足以承载这么大的值。

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