【Rust自学】3.3. 数据类型:复合类型

3.3.0. 写在正文之前

欢迎来到Rust自学的第三章,一共有6个小节,分别是:

  • 变量与可变性
  • 数据类型:标量类型
  • 数据类型:复合类型(本文)
  • 函数和注释
  • 控制流:if else
  • 控制流:循环

通过第二章的小游戏(没看的初学者强烈建议看一下),相信你已经学会了基本的Rust语法,而在第三章我们将更深一层,了解Rust中的通用的编程概念。

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3.3.1. 复合类型的简介

  • 复合类型可以将多个值放在一个类型里
  • Rust提供了两种基础的复合类型:元组(Tuple)、数组

3.3.1. 元组(Tuple)

元组的特点:

  • 元组可以将多个类型的多个值放在一个类型里
  • 元组的长度是固定的:一旦声明就无法改变

创建元组:

  • 在小括号里,将值用逗号分开
  • 元组中的每个位置都对应一个类型,元组中个元素的类型不必相同
rust 复制代码
fn main(){
	let tup:(u32,f32,i64) = (6657, 0.0721, 114514);
	println!("{},{},{}",tup.0,tup.1,tup.2);
	//Output: 6657,0.0721,114514
}

获取元组元素值:

  • 可以使用模式匹配来结构(destructure)一个元组来获取元素值。
rust 复制代码
fn main(){
	let let tup:(u32,f32,i64) = (6657, 0.0721, 114514);
	let (x, y, z) = tup;
	println!("{},{},{}", x, y, z);
	//Output: 6657,0.0721,114514
}

访问元组的元素:

  • 在元组变量后使用点标记法,后接元素的索引号
rust 复制代码
println!("{},{},{}", tup.0, tup.1, tup.2);

3.3.2. 数组

数组的特点:

  • 数组中的每个元素的类型必须相同
  • 数组也可以将多个值放入一个类型
  • 数组的长度是固定的

声明数组:

  • 在中括号里,各值用逗号分开
rust 复制代码
let a = [1, 1, 4, 5, 1, 4];

数组的用处:

  • 如果想把数组放在栈(Stack)上而不是堆(Heap)上,或者想保证有固定数量的元素,这时使用数组更有好处。
  • 数组没有Vector灵活(以后会讲)。
    • Vector和数组类似,它由标准库;数组由prelude模块(也是标准库的一部分)提供。
    • Vector的长度可以改变
    • 不确定应该使用数组还是Vector时,大概率应该使用Vector。

数组的类型:

  • 数组的类型以[类型;长度]的形式表示
rust 复制代码
let machine:[u32,4] = [6, 6, 5, 7];

声明数组的其他方法:

  • 如果数组的每个元素值都相同,那么可以:
    • 在中括号里指定初始值
    • 然后跟着一个;
    • 最后加上数组的长度
rust 复制代码
let a = [3;2];
let b = [3, 3, 3];

这个例子中ab的写法是等价的。

访问数组的元素:

  • 数组是Stack上分配的的单个块的内存
  • 可以使用索引来访问数组的元素
rust 复制代码
let machine = [6, 6, 5, 7];
let wjq = machine[0];
  • 如果访问的索引超出了数组的范围:
    • cargo build时会报错,cargo check时不会
    • 运行时会报错,因为Rust不会允许其继续访问相应地址的内存。

数组的原理是一块连续的内存,假设数组的第一个元素在内存上的x位置,那么第二个元素的位置就是x加第一个元素的长度,之后的以此类推。

如果索引值超过了数组的实际长度,那么程序就会读取不在数组位置的其他内存位置,而这个地方的值不一定是什么。在C中完全没有边界检查。在C++中普通数组没有,只有std::array有;在Rust里强制边界检查

特性 C C++ Rust
内存模型 连续 连续 连续
安全性 无边界检查 std::array有边界检查,普通数组无 强制边界检查
动态数组支持 需要手动管理内存 std::vector Vec
多维数组支持
特殊能力 简单高效 STL容器丰富 所有权和借用检查

但Rust只会对数组进行简单的边界检查,如果将代码写的稍微复杂一点,Rust就无法在编译时检查,只能在运行时进行检查。

rust 复制代码
let a = 5;
let machine = [6, 6, 5, 7];
let wjq = machine[a];

这个代码Rust会在编译时报错

rust 复制代码
let a = [1, 9, 10, 4, 5];
let machine = [6, 6, 5, 7];
let wjq = machine[a[4]];

这个代码Rust就不会在编译时报错,但在运行时会报错

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