Rust之旅 01.通过例子学习变量-原生类型

Rust存在多种变量类型,但是Rust 是 静态类型(statically typed)语言,编译时就必须知道所有变量的类型。根据值及其使用方式,编译器通常可以推断出我们想要用的类型。

一、标量类型

  1. 有符号整型(signed integers):i8、i16、i32、i64 和 isize
  2. 无符号整型(unsigned integers): u8、u16、u32、u64 和 usize
  3. 浮点类型(floating point): f32、f64
  4. 字符(char):单个 Unicode 字符,如 'a','α' 和 '∞'(每个都是 4 字节)
  5. 布尔型(bool): true 或 false
  6. 单元类型(unit type):其唯一可能的值就是 () 这个空元组

二、复合类型

  1. 数组(array):如 [1, 2, 3]
  2. 元组(tuple):如 (1, true)

数字还可以通过后缀 (suffix)或默认方式来声明类型。整型默认为 i32 类型,浮点型默认为 f64 类型,还可以根据上下文来推断类型,比如一个未声明类型整 数和 i64 的整数相加,则该整数会自动推断为 i64 类型,仅当根据环境无法推断时 ,才按默认方式取整型数值为 i32。

样例:

fn main() {
    // 变量可以给出类型说明。
    let log: bool = true;

    let a_float: f64 = 1.0;  // 常规说明
    let an_integer   = 5i32; // 后缀说明

    // 否则会按默认方式决定类型。
    let default_float   = 3.0; // `f64`
    let default_integer = 7;   // `i32`
    
    // 类型也可根据上下文自动推断。
    let mut inferred_type = 12; // 根据下一行的赋值推断为 i64 类型
    inferred_type = 4294967296i64;
    
    // 可变的(mutable)变量,其值可以改变。
    let mut mutable = 12; // Mutable `i32`
    mutable = 21;
    
    // 这样是会报错的!变量的类型并不能改变。
    mutable = true;
    
    // 但可以用遮蔽(shadow)来覆盖前面的变量。
    let mutable = true;
    
    println!("{}",mutable)
}

三、字面量和运算符

整数 1、浮点数 1.2、字符 'a'、字符串 "abc"、布尔值 true 和单元类型 () 可以用数字、文字或符号之类的 “字面量”(literal)来表示。另外,通过加前缀 0x、0o、0b,数字可以用十六进制、八进制或二进制记法表示。

为了改善可读性,可以在数值字面量中插入下划线,比如:1_000 等同于 1000, 0.000_001 等同于 0.000001。

我们需要把字面量的类型告诉编译器。如前面学过的,我们使用 u32 后缀来表明字面量 是一个 32 位无符号整数,i32 后缀表明字面量是一个 32 位有符号整数。Rust 提供了一系列的运算符(operator)。

样例:

fn main() {
    // 整数相加
    println!("1 + 2 = {}", 1u32 + 2);

    // 整数相减
    println!("1 - 2 = {}", 1i32 - 2);
    // 试一试 ^ 尝试将 `1i32` 改为 `1u32`,体会为什么类型声明这么重要

    // 短路求值的布尔逻辑
    println!("true AND false is {}", true && false);
    println!("true OR false is {}", true || false);
    println!("NOT true is {}", !true);

    // 位运算
    println!("0011 AND 0101 is {:04b}", 0b0011u32 & 0b0101);
    println!("0011 OR 0101 is {:04b}", 0b0011u32 | 0b0101);
    println!("0011 XOR 0101 is {:04b}", 0b0011u32 ^ 0b0101);
    println!("1 << 5 is {}", 1u32 << 5);
    println!("0x80 >> 2 is 0x{:x}", 0x80u32 >> 2);

    // 使用下划线改善数字的可读性!
    println!("One million is written as {}", 1_000_000u32);
}

四、元组
元组是一个可以包含各种类型的值的组合。元组使用括号 () 来构造,而每个元组自身又是一个类型标记为 (T1, T2, ...) 的值,其中 T1、T2 是每个元素 的类型。函数可以使用元组来返回多个值,因为元组可以拥有任意多的值。

五、数组和切片

数组(array)是一组拥有相同类型 T 的对象的集合,在内存中是连续存储的。数组使用 中括号 [] 来创建,且它们的大小在编译时会被确定。数组的类型标记为 [T; size]( 译注:T 为元素的类型,size 表示数组的大小)。

切片(slice)类型和数组类似,但其大小在编译时是不确定的。相反,切片是一个双字 对象(two-word object),第一个字是一个指向数据的指针,第二个字是切片的长度。这 个 “字” 的宽度和 usize 相同,由处理器架构决定,比如在 x86-64 平台上就是 64 位。 slice 可以用来借用数组的一部分。slice 的类型标记为 &[T]。

样例:

use std::mem;

// 此函数借用一个 slice
fn analyze_slice(slice: &[i32]) {
    println!("first element of the slice: {}", slice[0]);
    println!("the slice has {} elements", slice.len());
}

fn main() {
    // 定长数组(类型标记是多余的)
    let xs: [i32; 5] = [1, 2, 3, 4, 5];

    // 所有元素可以初始化成相同的值
    let ys: [i32; 500] = [0; 500];

    // 下标从 0 开始
    println!("first element of the array: {}", xs[0]);
    println!("second element of the array: {}", xs[1]);

    // `len` 返回数组的大小
    println!("array size: {}", xs.len());

    // 数组是在栈中分配的
    println!("array occupies {} bytes", mem::size_of_val(&xs));

    // 数组可以自动被借用成为 slice
    println!("borrow the whole array as a slice");
    analyze_slice(&xs);

    // slice 可以指向数组的一部分
    println!("borrow a section of the array as a slice");
    analyze_slice(&ys[1 .. 4]);

    // 越界的下标会引发致命错误(panic)
    println!("{}", xs[5]);
}

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