Rust之旅 02.通过例子学习自定义类型

本期文章接上期继续讲述Rust语言中的数据类型，Rust自定义数据类型主要是通过下面这两个关键字来创建：

1. 结构体( struct ): 定义一个结构体（structure）
2. 枚举( enum ): 定义一个枚举类型（enumeration）
   
   其余的类型常量则可以通过 const 和 static 来创建。

一、结构体

结构体有3种类型，使用 struct 关键字来创建：

• 具名结构体，具名元组
• 元组类型结构体
• 空结构体，不带字段，在泛型中很有用

1.具名结构体

// 带有两个字段（field）的结构体
struct Point {
    x: f32,
    y: f32,
}

// 结构体可以作为另一个结构体的字段
struct Rectangle {
    p1: Point,
    p2: Point,
}

具名结构体内部每个成员都有自己的名字和类型，内部的成员也可以是另一个结构体。

2.元组类型结构体

// 元组结构体
struct Pair(i32, u16, bool);

可以看作是一个有名字的元组，具体使用方法和一般的元组基本类似。

3.空结构体

struct D;

空结构体的内存占用为0。但是我们依然可以针对这样的类型实现它的“成员函数”。

下面是整个样例:

#[derive(Debug)]
struct Person<'a> {
    name: &'a str,
    age: u8,
}

// 单元结构体
struct Nil;

// 元组结构体
struct Pair(i32, f32);

// 带有两个字段（field）的结构体
struct Point {
    x: f32,
    y: f32,
}

// 结构体可以作为另一个结构体的字段
#[allow(dead_code)]
struct Rectangle {
    p1: Point,
    p2: Point,
}

fn main() {
    // 使用简单的写法初始化字段，并创建结构体
    let name = "Peter";
    let age = 27;
    let peter = Person { name, age };

    // 以 Debug 方式打印结构体
    println!("{:?}", peter);

    // 实例化结构体 `Point`
    let point: Point = Point { x: 0.3, y: 0.4 };

    // 访问 point 的字段
    println!("point coordinates: ({}, {})", point.x, point.y);

    // 使用结构体更新语法创建新的 point，这样可以用到之前的 point 的字段
    let new_point = Point { x: 0.1, ..point };

    // `new_point.y` 与 `point.y` 一样，因为这个字段就是从 `point` 中来的
    println!("second point: ({}, {})", new_point.x, new_point.y);

    // 使用 `let` 绑定来解构 point
    let Point { x: my_x, y: my_y } = point;

    let _rectangle = Rectangle {
        // 结构体的实例化也是一个表达式
        p1: Point { x: my_y, y: my_x },
        p2: point,
    };

    // 实例化一个单元结构体
    let _nil = Nil;

    // 实例化一个元组结构体
    let pair = Pair(1, 0.1);

    // 访问元组结构体的字段
    println!("pair contains {:?} and {:?}", pair.0, pair.1);

    // 解构一个元组结构体
    let Pair(integer, decimal) = pair;

    println!("pair contains {:?} and {:?}", integer, decimal);
}

二、枚举

Rust的枚举(enum)类型，跟C语言的枚举有点接近，然而更强大，事实上是代数数据类型(Algebraic Data Type)。

//一个代表东南西北四个方向的枚举
enum Direction {
    West,
    North,
    Sourth,
    East,
}

Rust中的枚举实现的功能不止这些，例如还阔以枚举出其他类型数据，例如：

enum SpecialPoint {
    Point {
        x: i32,
        y: i32,
    },
    Special(String),
}

如何使用枚举：和struct的成员访问符号.不同的是，枚举类型要想访问其成员几乎都要用到模式匹配。你可以写一个Direction::West，注意你绝对不能写成Direction.West。

样例：

// 该属性用于隐藏对未使用代码的警告。
#![allow(dead_code)]

// 创建一个 `enum`（枚举）来对 web 事件分类。注意变量名和类型共同指定了 `enum`
// 取值的种类：`PageLoad` 不等于 `PageUnload`，`KeyPress(char)` 不等于
// `Paste(String)`。各个取值不同，互相独立。
enum WebEvent {
    // 一个 `enum` 可以是单元结构体（称为 `unit-like` 或 `unit`），
    PageLoad,
    PageUnload,
    // 或者一个元组结构体，
    KeyPress(char),
    Paste(String),
    // 或者一个普通的结构体。
    Click { x: i64, y: i64 }
}

// 此函数将一个 `WebEvent` enum 作为参数，无返回值。
fn inspect(event: WebEvent) {
    match event {
        WebEvent::PageLoad => println!("page loaded"),
        WebEvent::PageUnload => println!("page unloaded"),
        // 从 `enum` 里解构出 `c`。
        WebEvent::KeyPress(c) => println!("pressed '{}'.", c),
        WebEvent::Paste(s) => println!("pasted \"{}\".", s),
        // 把 `Click` 解构给 `x` and `y`。
        WebEvent::Click { x, y } => {
            println!("clicked at x={}, y={}.", x, y);
        },
    }
}

fn main() {
    let pressed = WebEvent::KeyPress('x');
    // `to_owned()` 从一个字符串切片中创建一个具有所有权的 `String`。
    let pasted  = WebEvent::Paste("my text".to_owned());
    let click   = WebEvent::Click { x: 20, y: 80 };
    let load    = WebEvent::PageLoad;
    let unload  = WebEvent::PageUnload;

    inspect(pressed);
    inspect(pasted);
    inspect(click);
    inspect(load);
    inspect(unload);
}

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