Rust 中的结构体

2022-06-24 10:16:37   最后更新: 2022-06-24 10:16:37   访问数量:82




 

此前的文章中,我们已经较为详细的介绍了 Rust 的基本语法:

 

在许多语言中,我们都早就接触过结构体这种复合数据类型,在面向对象的语言中,类的概念与之非常类似,在 rust 语言中,结构体同样是一种实用且强大的数据类型,那么,在 rust 语言中,结构体这种数据类型要如何定义和使用呢?

 

 

在 rust 中,元组、数组、结构体都是数据的复合结构,他们的不同之处在于:

 

  1. 数组:每个元素必须拥有相同的数据类型;

 

  1. 元组:每个元素拥有各自的类型;

 

  1. 结构体:每个元素拥有各自的类型,且每个元素都需要被命名。

 

 

下面是一个典型的结构体的定义:

 

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

 

 

看起来除了字段命名和类型依据着 rust 独特的语言格式外,其他的方面和其他语言的结构体定义并没有很大的不同。

 

rust 也允许声明不为任何字段命名的结构体,这样的结构体被称为“元组结构体”,相当于有命名的元组:

 

struct Color(i32, i32, i32);

 

 

  • 需要注意的是,此处定义使用了 String 类型,而不是 &str 类型,由于 rust 独特的生命周期问题,会造成使用 &str 类型会产生一些麻烦,后续章节将会进一步介绍。

 

 

3.1 示例

 

let user1 = User { email: String::from("amy@gmail.com"), username: String:from("Amy"), active: true }; println!("{}'s email is {}", user1.username, user1.email);

 

 

这是一个典型的结构体的使用。

 

3.2 可变性

 

如果我们想要修改结构体变量的某个字段,那就必须将结构体变量声明为可变的 mut

 

let mut user1 = User { email: String::from("amy@gmail.com"), username: String:from("Amy"), active: false }; user1.active = true;

 

 

  • 需要注意的是,rust 不支持单独声明某些字段可变,一旦实例被声明为可变,那么就意味着整个结构体中的任何一个字段均是可变的。

 

3.3 用语法糖简化结构体使用

 

1. 变量名与字段名同名时的简化

 

fn build_user(email: String, username: String) -> User { User { email, username, active: true } }

 

 

2. 来自其他实例的字段

 

let user2 = User { email: String::from("tom@gmail.com"), username: String::from("Tom"), ..user1 }

 

 

这里语法 ..user1 表示其余字段均来自于 user1 实例。

 

 

在面向对象的语言中,对象除了拥有自己的属性外,往往还要拥有许许多多的行为,这些行为一般被定义为类的 method,也就是方法。

 

即使是在 C 语言这样的非面向对象的语言中,也可以通过函数指针的方式为结构体添加行为,在 rust 中,同样支持为结构体添加方法。

 

4.1 定义方法

 

struct Rectangle { width: u32, height: u32, } impl Rectangle { fn area(&self) -> u32 { self.width * self.height } } fn main() { let rect1 = Rectangle { width: 30, height: 50, }; println!( "The area of the rectangle is {} square pixels.", rect1.area() ); }

 

 

在上述代码中,struct 关键字定义了一个结构体 Rectangle,然后通过 impl 将若干方法与结构体绑定,通过实例的 . 操作符,我们就可以实现方法的调用。

 

在 impl 块中,我们可以使用 Self 作为原类型的别名。

 

而针对一个结构体,impl 块并非只能有一个,一个结构体可以拥有很多 impl 块,你甚至可以为每一个方法或是关联函数创建一个单独的 impl 块。

 

4.2 关联函数

 

而在impl中定义的不需要传递 &self 参数的函数被称为”关联函数“,例如:

 

impl Rectangle { fn square(size: u32) -> Rectangle { Rectangle { width: size, height: size, } } } fn main() { let rectangle = Rectangle::square(4); }

 

 

如上示例中所写的,结构体的关联函数需要通过结构体类型名与 :: 符号来进行调用。

 

 

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