Rust入门系列:12、看到Rust中的结构体再也不害怕了

  • Louis
  • 发布于 2024-07-01 17:17
  • 阅读 1329

结构体struct是复合数据结构,它是由其它数据类型组合而来。其它语言也有类似的数据结构,不过可能有不同的名称,例如object、record等。

基本概念

结构体 struct 是复合数据结构,它是由其它数据类型组合而来。 其它语言也有类似的数据结构,不过可能有不同的名称,例如 object、 record 等。

结构体可以为内部的每个字段起一个富有含义的名称。因此结构体灵活且强大,你无需依赖这些字段的顺序来访问和解析它们。

结构体语法

定义结构体

一个结构体由几部分组成:

  • 通过关键字 struct 定义
  • 一个清晰明确的结构体 名称
  • 几个有名字的结构体 字段

例如, 以下结构体定义了某网站的用户:

struct User {
    active: bool,
    username: String,
    email: String,
    sign_in_count: u64,
}

该结构体名称是 User,拥有 4 个字段,且每个字段都有对应的字段名及类型声明,例如 username 代表了用户名,是一个可变的 String 类型。

创建结构体实例

为了使用上述结构体,我们需要创建 User 结构体的实例

let user1 = User {
    email: String::from("someone@example.com"),
    username: String::from("someusername123"),
    active: true,
    sign_in_count: 1,
};

有几点值得注意:

  1. 初始化实例时,每个字段都需要进行初始化
  2. 初始化时的字段顺序不需要和结构体定义时的顺序一致

访问结构体字段

通过 . 操作符即可访问结构体实例内部的字段值,也可以修改它们:

let mut user1 = User {
    email: String::from("someone@example.com"),
    username: String::from("someusername123"),
    active: true,
    sign_in_count: 1,
};

user1.email = String::from("anotheremail@example.com");

需要注意的是,必须要将结构体实例声明为可变的,才能修改其中的字段,Rust不支持将某个结构体某个字段标记为可变。

简化结构体创建

下面的函数类似一个构建函数,返回了 User 结构体的实例:

fn build_user(email: String, username: String) -> User {
    User {
        email: email,
        username: username,
        active: true,
        sign_in_count: 1,
    }
}

它接收两个字符串参数: email 和 username,然后使用它们来创建一个 User 结构体,并且返回。可以注意到这两行: email: email 和 username: username,非常的扎眼,因为实在有些啰嗦,如果你从 TypeScript 过来,肯定会鄙视 Rust 一番,不过好在,它也不是无可救药:

fn build_user(email: String, username: String) -> User {
    User {
        email,
        username,
        active: true,
        sign_in_count: 1,
    }
}

如上所示,当函数参数和结构体字段同名时,可以直接使用缩略的方式进行初始化,跟 TypeScript 中一模一样。

结构体更新语法

在实际场景中,有一种情况很常见:根据已有的结构体实例,创建新的结构体实例,例如根据已有的 user1 实例来构建 user2

let user2 = User {
    active: user1.active,
    username: user1.username,
    email: String::from("another@example.com"),
    sign_in_count: user1.sign_in_count,
};

老话重提,如果你从 TypeScript 过来,肯定觉得啰嗦爆了:竟然手动把 user1 的三个字段逐个赋值给 user2,好在 Rust 为我们提供了 结构体更新语法

let user2 = User {
    email: String::from("another@example.com"),
    ..user1
};

因为 user2 仅仅在 email 上与 user1 不同,因此我们只需要对 email 进行赋值,剩下的通过结构体更新语法 ..user1 即可完成。

.. 语法表明凡是我们没有显式声明的字段,全部从 user1 中自动获取。需要注意的是 ..user1 必须在结构体的尾部使用。

结构体更新语法跟赋值语句 = 非常相像,因此在上面代码中,user1 的部分字段所有权被转移到 user2 中:username 字段发生了所有权转移,作为结果,user1 无法再被使用。 聪明的读者肯定要发问了:明明有三个字段进行了自动赋值,为何只有 username 发生了所有权转移? 仔细回想一下所有权那一节的内容,我们提到了 Copy 特征:实现了 Copy 特征的类型无需所有权转移,可以直接在赋值时进行 数据拷贝,其中 bool 和 u64 类型就实现了 Copy 特征,因此 active 和 sign_in_count 字段在赋值给 user2 时,仅仅发生了拷贝,而不是所有权转移。 值得注意的是:username 所有权被转移给了 user2,导致了 user1 无法再被使用,但是并不代表 user1 内部的其它字段不能被继续使用,例如:


let user1 = User {
    email: String::from("someone@example.com"),
    username: String::from("someusername123"),
    active: true,
    sign_in_count: 1,
};
let user2 = User {
    active: user1.active,
    username: user1.username,
    email: String::from("another@example.com"),
    sign_in_count: user1.sign_in_count,
};
println!("{}", user1.active);
// 下面这行...

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