Rust 快速入门(一)

Rust安装信息解释

  • cargo:Rust的编译管理器、包管理器、通用工具。可以用Cargo启动新的项目,构建和运行程序,并管理代码所依赖的所有外部库。

  • Rustc:Rust的编译器。通常Cargo会替我们调用此编译器。

  • Rustdoc:是Rust的文档工具。

基础语法

变量

Rust是强类型语言(JavaC++RustGo ),但是具有自动判断变量类型的能力。

注意:

  • 强类型语言要求每个变量在声明时必须指定明确的数据类型,并且在程序的整个生命周期中都必须遵循这个类型。语言通常会严格限制不同类型之间的隐式转换,只有明确的、兼容的转换才能进行。这种语言有助于减少由于类型不匹配而导致的错误,并且更容易进行静态检查和优化。

  • 弱类型语言对变量的类型要求相对宽松。程序允许对不同类型的变量进行隐式转换,语言运行时会根据需要自动进行类型转换。这虽然提供了更多的灵活性,但也可能带来一些类型转换带来的潜在错误。

声明变量使用 let 关键字

复制代码
let a = 123;    
let a:u64 = 12;// 带类型的声明

如果上述a被声明了,那么

复制代码
a = "abc"; // a已经是一个int类型
a = 4.56; // a已经是一个int类型
a = 456; // Rust规范,在语言层面尽量少的让变量的值可以改变

上述三个是被禁止的操作,a被称为不可变变量(a的值不变,但是不代表它不是一个变量),这样操作是为了并发安全。

如果我们要声明一个可变变量,只需加一个 **mut**关键字

复制代码
let mut a = 456

那么常量和不可变变量的区别是什么呢?

  • 不可变量如下可编译

    复制代码
    let a = 12;
    let a = 123;

    可编译

    只是有warning。

  • 如果a为常量就不可编译了

    复制代码
    const a: i32 = 123;
    let a = 456;

重影Shadowing

  • 变量的值可以"重新绑定",但在"重新绑定"以前不能私自被改变,这样可以确保在每一次"绑定"之后的区域里编译器可以充分的推理程序逻辑。

  • 这里的重影实际上就是上述"重新绑定"这个概念,重影即指的是变量名称可以被重新使用的机制。

  • 重影与可变变量的赋值不是一个概念,重影是指用同一个名字重新代表另一个变量实体,其类型、可变属性和值都可以变化。但可变变量赋值仅能发生值的变化。

复制代码
fn main() {
    let x = 5;
    let x = x + 1;
    let x = x * 2;
    println!("The value of x is: {}", x);
}

数据类型

注意:

  • Rust不支持 ++ 和 --

  • 在Rust中,方法的调用优先级高于前缀运算符(对负值进行方法调用时一定要先加负号)

    复制代码
    assert_eq!((-32760_i16).saturating_sub(10), -32768);

    如果这里写成-32760_i16.saturating_sub(10)则该断言一定panic

整数类型

位长度 有符号 无符号
8-bit i8 u8
16-bit i16 u16
32-bit i32 u32
64-bit i64 u64
128-bit i128 u128
arch(机器字) isize usize

isize 和 usize 两种整数类型是用来衡量数据大小的,它们的位长度取决于所运行的目标平台,如果是 32 位架构的处理器将使用 32 位位长度整型。

Rust在调用类型本身的方法之前,必须确切的知道一个值属于哪种整型,只有在解析完所有方法之后类型仍然不明确的时候,才会默认位i32。正确示例如下:

复制代码
 println!("{}", i32::abs(-4));
 println!("{}", (-4_i32).abs());

用于处理溢出的多种整型算术方法:

  1. 检查算法:检查运算会返回结果的 Option 值,如果数学意义上正确的结果可以表示为该类型的值,那么就为Some(v), 否则位None,如:

    复制代码
    assert_eq!(10_u8.checked_add(20), Some(30)); // 可以运行,都处于u8的 0 - 2^8-1(255)范围内
    assert_eq!(100_u8.checked_add(156), None); // 溢出了u8类型,所以会返回 None
  2. 回绕算法:会返回与"数学意义上正确的结果"对"值类型范围"取模的值相等的值,如:

    复制代码
    assert_eq!(100_u16.wrapping_mul(200),20000); // 该行代码可以运行,20000 < u16的65535
    assert_eq!(500_u16.wrapping_mul(500),53392); // 该行代码也可以运行,这是因为250000 > 2^16, 所以会用 250000 % 2^16 最终得到的便是 53392

    需要注意的是对于有符号类型的运算可能会回绕为负值。

  3. 饱和算法:会返回最接近"数学意义上的正确结果"的可表达值(我理解为在计算值res溢出所选类型的最大值时,取所选类型最大值;计算值res所小于类型的最小值时,取所选类型最小值),如:

    复制代码
    assert_eq!(32760_i16.saturating_add(10), 32767);
    assert_eq!((-32760_i16).saturating_sub(10), -32768);

    注意:不存在饱和除法,饱和求余法或饱和位移法

  4. 溢出算法:返回一个元组(result, overflow), result是回绕版本所返回的内容,而overflowed是一个布尔值,指示是否发生过溢出,如:

    复制代码
    assert_eq!(255_u8.overflowing_sub(2), (253, false)); // 未溢出
    assert_eq!(255_u8.overflowing_add(2), (1, true)); // 溢出,返回回绕方法结果 1

浮点数类型

Rust提供了 IEEE 单精度浮点类型和 IEEE 双精度浮点类型。

复制代码
let x = 2.0; // f64
let y: f32 = 3.0; // f32

浮点类型字面量:

浮点数中整数部分之后的每个部分都是可选的,但是必须存在浮点数部分指数部分类型后缀中的一项。

小数部分也可以由单独.组成,例如 5. 是一个浮点常量。

Rust会将整型字面量和浮点类型字面量视为不同的大类,即它永远不会把整型字面量推断为浮点类型。

一些特殊值关联常量

  • INFINITY:无穷大

  • NEG_INFINITY:负无穷大

  • NAN:非数值

  • MIN:最小有限值

  • MAX:最大有限值

使用示例

复制代码
assert((-1./f32::INFINITY).is_sign_negative())

布尔类型

true,false

if和while这样的控制结构,他们的条件必须时bool表达式,Rust的as运算符可以将bool转化为整型:

复制代码
assert_eq!(false as i32, 0)
assert_eq!(true as i32, 1)

字符类型

char

Rust的 char 类型大小为 4 个字节(32位),代表 Unicode标量值(Java 2 字节, c/c++ 1字节)

Rust会对单独的字符使用char类型,但是对于字符串和文本流使用UTF-8编码。(所以String为UTF-8字符序列,而不是类似于Java中的字符数组)

转换

  • 在Rust中字符被视为与数值截然不同的类型:char既不是u8,也不是u32(尽管他确实有32位长)

  • 尽管数值类型和char是不同的,但是Rust位u8值提供了字节字面量,如:b'X'表示以字符X的ASCII作为u8值

  • Rust不会再char和任何其他类型之间进行隐式转换。可以使用as转换运算符将char转换为整型,对于小于32位的类型,该字符值的高位会被截断。

  • u8是唯一能够通过as运算符转换为char的类型,因为Rust刻意让as运算符只执行开销极低且可靠的转换。

复合类型

  • 元组:一对 ( ) 包括的一组数据,可以包含不同种类的数据

    复制代码
    let tup: (i32, f64, u8) = (500, 6.4, 1);
    // tup.0 等于 500
    // tup.1 等于 6.4
    // tup.2 等于 1

    Rust代码通常会使用元组类型从一个函数返回多个值(这里很像golang原生提供的多个返回值的特性),如:

    复制代码
    let text = "我是米卫兵,我喜欢完原神,我也喜欢玩星穹铁道";
    let(head, tail) = text.split_at(15);
    println!("{}", head);
    println!("{}", tail);

    零元组:又被称为 单元类型 ,用于:当无法携带任何有意义的值,但是其上下文仍然要求传入某种类型时。如:

    复制代码
    fn swap<T>(x: &mut T, y: &mut T);
    // 上者完整写法如下:
    fn swap<T>(x: &mut T, y: &mut T) -> ();

    还有一个点,需要注意:在使用单个值的元组的时候一定要追加尾逗号 ("hello",),如此一来便可区分普通括号表达式和元组。

  • 数组,和go类似,但是需要注意的几点如下

    复制代码
    let d = [3; 5]; // 这样声明数组等效于 let d = [3, 3, 3, 3, 3];
    • 然后就是 mut 这个关键字,与不可变变量概念类似,只有一个数组声明了mut后,其中元素才可以被修改。

区别:

  • 元组中每个元素都可以有不同的类型,而数组中所有元素必须是相同的类型。

  • 元组只允许使用常量作为索引。如:t.1, t.2 而不能使用 t.i

指针类型

不同于大多数具有垃圾回收机制的语言,Rust会将内存分配保持在最低限度。默认情况下会嵌套,三种指针类型:

引用

&String => 读作 "ref String" 是对String类型的引用。表达式 &x 会生成一个对x的引用,在Rust

术语中,我们会说它借用了对x的引用 。给定一个引用r,表达式 *r会引用r指向的值。

  • 与c/cpp类似:

    • 当超出作用域时,引用不会自动释放任何资源。
  • 与c/cpp不同:

    • Rust的引用永远不位空。

    • Rust会跟踪值的所有权和生命周期。

如此一来,Rust在编译期就可以排除悬空指针、双重释放和指针失效等错误。

Rust引用两种形式
  • &T

    • 一个不可变共享引用。
  • mut T

    • 一个可变的、独占引用。

Box

堆种分配内存最简单的方式:Box::new,如:

复制代码
let t = (12, "eggs");
let b = Box::new(t)
// t类型为(i32, &str) => b类型为Box<i32, &str>

当b超出作用域时,内存会立即被释放,除非b已经被移动(move)。

不安全指针(裸指针)

  • *mut T

  • *const T

相关推荐
2401_857439692 小时前
SSM 架构下 Vue 电脑测评系统:为电脑性能评估赋能
开发语言·php
SoraLuna2 小时前
「Mac畅玩鸿蒙与硬件47」UI互动应用篇24 - 虚拟音乐控制台
开发语言·macos·ui·华为·harmonyos
向前看-2 小时前
验证码机制
前端·后端
xlsw_2 小时前
java全栈day20--Web后端实战(Mybatis基础2)
java·开发语言·mybatis
Dream_Snowar3 小时前
速通Python 第三节
开发语言·python
超爱吃士力架4 小时前
邀请逻辑
java·linux·后端
高山我梦口香糖4 小时前
[react]searchParams转普通对象
开发语言·前端·javascript
信号处理学渣4 小时前
matlab画图,选择性显示legend标签
开发语言·matlab
红龙创客4 小时前
某狐畅游24校招-C++开发岗笔试(单选题)
开发语言·c++
jasmine s5 小时前
Pandas
开发语言·python