【Rust】 2. 数据类型笔记

一、类型系统概述

Rust 是静态类型语言，所有变量类型在编译时就必须确定。

静态类型 vs 动态类型

特性	静态类型语言	动态类型语言
类型检查时机	编译时期	运行时期
性能	更好（无运行时类型检查开销）	较差（需要运行时类型检查）
类型声明	需要显式声明	不需要显式声明
例子	Java, C++, Rust	Python, JavaScript

二、数据类型分类

标量类型（Scalar）

单个值类型

1.1 整型（Integer）

有符号：i8, i16, i32, i64, i128, isize
无符号：u8, u16, u32, u64, u128, usize
默认类型：i32

字面量表示：

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let decimal = 98_222;    // 十进制
let hex = 0xff;          // 十六进制
let octal = 0o77;        // 八进制
let binary = 0b1111_0000;// 二进制
let byte = b'A';         // 字节（u8）

整数溢出处理：

debug模式：panic
release模式：自动舍弃高位
可用方法显式处理：wrapping_, checked_, overflowing_, saturating_

1.2 浮点型（Float）

f32：32位单精度
f64：64位双精度（默认类型）

注意：浮点数是近似值，避免直接相等性比较

1.3 布尔型（Boolean）

值：true/false
大小：1字节
用于逻辑运算和条件判断

1.4 字符型（Character）

类型：char
大小：4字节（Unicode标量值）
单字节字符：使用u8类型和b前缀

1.5 序列（Range）

rust 复制代码

1..5    // 1到4（不包含5）
1..=5   // 1到5（包含5）

复合类型（Compound）

组合多个值为一个类型

2.1 元组（Tuple）

固定长度
可包含不同类型
访问方式：模式匹配解构或数字索引

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let tup = (500, 6.4, 1);
let (x, y, z) = tup;  // 解构
let five_hundred = tup.0;  // 索引访问

2.2 数组（Array）

固定长度
元素类型必须相同
访问方式：下标索引或 get()方法

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let a = [1, 2, 3, 4];
let first = a[0];           // 索引访问
let first = a.get(0);       // 返回Option类型

2.3 结构体（Struct）

三种形式：

具名结构体：struct Point { x: i32, y: i32 }
元组结构体：struct Color(i32, i32, i32);
单元结构体：struct Unit;

枚举（Enum）

表示"或"关系，可包含不同类型数据

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enum Message {
    Quit,
    Move { x: i32, y: i32 },
    Write(String),
    ChangeColor(i32, i32, i32),
}

特殊类型

Never类型：!，表示不可能返回的值（目前不稳定）

三、类型选择原则

理解数据特性：值范围、是否需要小数、是否可变等
选择最小合适类型：节省内存，提高性能
平衡类型安全与灵活性
考虑数据可变性需求
利用复合类型组织复杂数据
进行充分测试验证

四、常见错误

类型转换需要显式声明

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let var1: i8 = 1;
let var2: i32 = var1 as i32;  // 需要as关键字

复合数据类型不允许直接嵌套

rust 复制代码

// 错误示例
struct Node {
    data: i32,
    next: Node,  // 不允许直接嵌套
}

五、总结

Rust的类型系统设计强调安全性和性能：

静态类型检查在编译期捕获错误
丰富的标量和复合类型满足各种需求
明确的类型转换规则防止隐式错误
内存安全的设计避免常见编程错误

选择合适的数据类型需要综合考虑数据的特性、内存使用、性能需求和代码可维护性等因素。