【Rust】05-结构体、枚举与模式匹配

结构体、枚举与模式匹配

学习目标

使用结构体组织相关数据。
使用枚举表达有限状态。
掌握 match 和 if let 的基本用法。

结构体

结构体用于给一组相关字段命名：

rust 复制代码

struct User {
    name: String,
    email: String,
    active: bool,
}

fn main() {
    let user = User {
        name: String::from("Alice"),
        email: String::from("alice@example.com"),
        active: true,
    };

    println!("{} <{}>", user.name, user.email);
}

字段默认不可变。如果需要修改字段，整个结构体绑定必须是 mut：

rust 复制代码

let mut user = User {
    name: String::from("Alice"),
    email: String::from("alice@example.com"),
    active: true,
};

user.active = false;

Rust 不支持只把某个字段标记为可变。

字段初始化简写

当变量名和字段名相同时，可以简写：

rust 复制代码

struct User {
    name: String,
    email: String,
}

fn build_user(name: String, email: String) -> User {
    User { name, email }
}

结构体更新语法

可以基于已有结构体创建新值：

rust 复制代码

struct Settings {
    theme: String,
    page_size: u32,
    notifications: bool,
}

fn main() {
    let default = Settings {
        theme: String::from("light"),
        page_size: 20,
        notifications: true,
    };

    let custom = Settings {
        theme: String::from("dark"),
        ..default
    };

    println!("{}", custom.theme);
}

注意：如果被移动的字段不是 Copy，使用 ..default 后，default 可能不再完整可用。

方法

使用 impl 给结构体定义方法：

rust 复制代码

struct Rectangle {
    width: u32,
    height: u32,
}

impl Rectangle {
    fn area(&self) -> u32 {
        self.width * self.height
    }
}

fn main() {
    let rect = Rectangle {
        width: 30,
        height: 50,
    };

    println!("{}", rect.area());
}

&self 是 self: &Self 的简写，表示方法借用当前实例。

枚举

枚举用于表达一个值只能是若干变体之一：

rust 复制代码

enum Direction {
    Up,
    Down,
    Left,
    Right,
}

枚举变体可以携带数据：

rust 复制代码

enum Message {
    Quit,
    Move { x: i32, y: i32 },
    Write(String),
    ChangeColor(u8, u8, u8),
}

这让枚举非常适合表达状态机、命令、协议消息和错误类型。

match

match 会穷尽处理所有可能分支：

rust 复制代码

enum Direction {
    Up,
    Down,
    Left,
    Right,
}

fn describe(direction: Direction) -> &'static str {
    match direction {
        Direction::Up => "go up",
        Direction::Down => "go down",
        Direction::Left => "go left",
        Direction::Right => "go right",
    }
}

如果遗漏某个分支，编译器会报错。

if let

当只关心一个模式时，可以使用 if let：

rust 复制代码

fn main() {
    let value = Some(3);

    if let Some(number) = value {
        println!("number={number}");
    }
}

这比只为了处理一个分支写完整 match 更简洁。

常见误区

结构体字段可变性由变量绑定决定，不由字段单独决定。
match 必须穷尽所有情况，这是优点，不是麻烦。
枚举不是只能表示无数据标签；它的变体可以携带不同形状的数据。
if let 适合单分支，复杂逻辑仍建议使用 match。

练习

定义一个 Book 结构体，包含标题、作者和页数。
给 Book 实现一个 summary 方法。
定义一个 TaskStatus 枚举，包含 Todo、Doing、Done，用 match 打印状态说明。

后记

2026年6月10日17点14分于上海。