【Rust】结构体定义域实例化

思维导图

[1. 结构体的定义与实例化](#1. 结构体的定义与实例化)

[1.1 结构体的基本概念](#1.1 结构体的基本概念)

[1.2 定义结构体](#1.2 定义结构体)

[1.3 创建结构体实例](#1.3 创建结构体实例)

[1.4 结构体的定义与实例化示例](#1.4 结构体的定义与实例化示例)

[2. 访问与修改结构体字段](#2. 访问与修改结构体字段)

[2.1 访问字段](#2.1 访问字段)

[2.2 修改字段](#2.2 修改字段)

[3. 结构体实例的构造函数](#3. 结构体实例的构造函数)

[3.1 构造函数的定义](#3.1 构造函数的定义)

[3.2 使用字段初始化简写](#3.2 使用字段初始化简写)

[4. 结构体更新语法](#4. 结构体更新语法)

[4.1 更新语法的使用](#4.1 更新语法的使用)

[5. 元组结构体](#5. 元组结构体)

[5.1 元组结构体的定义](#5.1 元组结构体的定义)

[6. 单元结构体](#6. 单元结构体)

[6.1 单元结构体的定义](#6.1 单元结构体的定义)

[7. 结构体数据的所有权](#7. 结构体数据的所有权)

[7.1 数据所有权的重要性](#7.1 数据所有权的重要性)

思维导图

1. 结构体的定义与实例化

1.1 结构体的基本概念

结构体是一种自定义数据类型，允许将多个相关的值组合在一起，形成一个有意义的集合。与元组不同，结构体的每个字段都有名称，这使得数据的访问和操作更加直观和清晰。
结构体的灵活性体现在其命名字段上，开发者无需依赖字段的顺序来访问数据，从而减少了错误的可能性。

1.2 定义结构体

使用struct关键字定义结构体，并为其命名。结构体名称应具有描述性，能够清晰地表达其代表的含义。
在大括号内定义字段的名称和类型。字段的类型可以是Rust中的任意数据类型，包括基本类型、复合类型或其他结构体。例如：
rust 复制代码
```
struct User {
    active: bool,
    username: String,
    email: String,
    sign_in_count: u64,
}
```

1.3 创建结构体实例

创建结构体实例时，需要为每个字段指定具体值，可以不按照定义时的顺序。例如：

rust 复制代码

let user1 = User {
    active: true,
    username: String::from("someusername123"),[5]
    email: String::from("someone@example.com"),[5][6]
    sign_in_count: 1,
};

1.4 结构体的定义与实例化示例

rust 复制代码

struct User {
    active: bool,
    username: String,
    email: String,
    sign_in_count: u64,
}

fn main() {
    // 创建结构体实例
    let user1 = User {
        active: true,
        username: String::from("someusername123"),
        email: String::from("someone@example.com"),
        sign_in_count: 1,
    };

    // 访问字段
    println!("User1: {}, {}, ({}), {}",
     user1.active, user1.username, user1.email, user1.sign_in_count);
}

2. 访问与修改结构体字段

2.1 访问字段

使用点表示法（.）访问结构体实例的字段。例如，user1.email可以获取用户的电子邮件地址。

2.2 修改字段

如果结构体实例是可变的（即使用mut关键字声明），可以通过点表示法修改字段的值。例如：

rust 复制代码

struct User {
    active: bool,
    username: String,
    email: String,
    sign_in_count: u64,
}

fn main() {
    // 创建可变结构体实例
    let mut  user1 = User {
        active: true,
        username: String::from("someusername123"),
        email: String::from("someone@example.com"),
        sign_in_count: 1,
    };
    //修改字段
    user1.email = String::from("anotheremail@example.com");

    // 访问字段
    println!("updated User1: {}, {}, ({}), {}",
     user1.active, user1.username, user1.email, user1.sign_in_count);
}

3. 结构体实例的构造函数

3.1 构造函数的定义

可以定义一个函数来返回结构体实例，这种函数通常称为构造函数。例如，以下build_user函数用于创建User实例：

rust 复制代码

struct User {
    active: bool,
    username: String,
    email: String,
    sign_in_count: u64,
}

fn main() {
    // 定义构造函数
    fn build_user(email: String, username: String) -> User {
        User {
            active: true,
            username,
            email,
            sign_in_count: 1,
        }
    }

    // 使用构造函数创建实例
    let user1 = build_user(
        String::from("someone@example.com"),
        String::from("someusername123"),
    );

    // 访问字段
    println!("User1: {}, {}, ({}), {}",
     user1.active, user1.username, user1.email, user1.sign_in_count);
}

3.2 使用字段初始化简写

当函数参数与结构体字段同名时，可以使用字段初始化简写语法，避免重复代码。例如，username: username可以简写为username。

4. 结构体更新语法

4.1 更新语法的使用

结构体更新语法允许基于现有实例创建新实例，同时仅修改部分字段。例如：
rust 复制代码
```
let user2 = User {
    email: String::from("another@example.com"),[5]
    ..user1
};
```
在上述代码中，user2继承了user1的所有字段值，但email字段被更新为新值。

5. 元组结构体

5.1 元组结构体的定义

元组结构体 是一种特殊的结构体，它没有命名字段，仅有字段类型。元组结构体适用于需要为整个元组命名的场景。例如：
rust 复制代码
```
struct Color(i32, i32, i32);[10]
struct Point(i32, i32, i32);[10]
```
元组结构体的实例可以通过索引访问字段，例如let black = Color(0, 0, 0);。

6. 单元结构体

6.1 单元结构体的定义

单元结构体 是一种没有字段的结构体，类似于单元类型()。它通常用于实现某些特征（trait）而不需要存储数据。例如：
rust 复制代码
```
struct AlwaysEqual;

fn main() {
    let subject = AlwaysEqual;
}
```

7. 结构体数据的所有权

7.1 数据所有权的重要性

在结构体中使用拥有所有权的类型（如String）而非引用类型（如&str），可以确保每个结构体实例拥有其数据的所有权，从而避免生命周期管理的复杂性。
如果需要在结构体中使用引用类型，则必须显式指定生命周期参数，以确保引用的有效性。这将在后续章节中详细讨论。