30 天拿下 Rust 之语法大全
概述
Rust 作为一种系统编程语言,近年来在开发者社区中逐渐崭露头角。其独特的所有权系统和内存安全特性,使得 Rust 在高性能、并发编程领域具有显著优势。本文将深入介绍 Rust 的一些基础语法,帮助大家快速掌握这门高效、安全的编程语言。
基本数据类型
Rust 中的基本数据类型分为:标量类型和复合类型。
标量类型包括下面几种:
1、整数类型。有符号整数:i8、i16、i32、i64、i128,以及平台相关的 isize(根据目标机器是 32 位还是 64 位系统,其大小分别为 32 位或 64 位)。无符号整数:u8、u16、u32、u64、u128,以及平台相关的 usize(同样依赖于目标平台的字长)。
2、浮点数类型。单精度浮点数:f32。双精度浮点数:f64。
3、布尔类型。表示真假值:bool,仅有两个可能的值:true 和 false。
4、字符类型。Unicode 码点:char,在 Rust 中每个字符占用四个字节。
复合类型包括下面几种:
1、元组(Tuples):元组可以容纳多个不同类型的值,比如:(i32, f64, bool)。
2、数组:固定长度的同类型元素集合,比如:[i32; 5]表示一个包含 5 个 i32 类型元素的数组。
3、结构体:用户自定义的数据类型,用于将多个字段组合成一个新的类型。可参考下面的 Point 结构体。
另外,Rust 还提供了枚举、引用、切片、智能指针等更复杂的复合类型。同时,字符串类型(String)虽然不是基本类型,但在实际编程中经常使用,它是一个可变的、拥有 UTF-8 编码文本的动态数组。
变量
变量通过 let 关键字声明,并且可以在声明时初始化。变量的声明方式如下:
其中,variable_name 是变量的名称,type 是变量的类型,value 是变量的初始值。由于 Rust 支持自动类型推导,这意味着在某些情况下,编译器可以根据变量的初始化表达式来确定其类型,而不用显式地声明类型 type。
Rust 中的变量默认是不可变(immutable)的,即一旦被赋值,后续不能更改其值。
如果需要使变量可变,需要使用 mut 关键字来进行声明。
常量
常量在 Rust 中使用 const 关键字进行声明,其值在编译时就必须确定,且在整个程序的生命周期中都不能改变。常量的声明方式如下:
其中,constant_name 是常量的名称,type 是常量的类型,value 是常量的值。与变量类似,由于 Rust 支持自动类型推导,type 可以省略。注意:常量只能被设置为常量表达式,而不能是函数调用的结果,或其他任何只能在运行时计算出的值。
条件判断
Rust 使用 if、else if、else 关键字来进行条件判断,这些关键字允许你根据条件表达式的值来执行不同的代码块。注意:else if 和 else 块是可选的,并且可以根据需要添加任意数量的 else if 块。
条件表达式的结果必须是一个布尔值,也就是为 true 或 false。如果条件为真,则执行 if 块中的代码。如果条件为假,并且存在 else 块,则执行 else 块中的代码。如果存在 else if 块,则继续检查下一个条件,直到找到一个为真的条件或者遍历完所有条件。
另外,Rust 的条件语句必须使用大括号{}来定义代码块,即使代码块只包含一行也是如此。这是 Rust 语法的一个特点,有助于清晰地标识代码块的开始和结束。
循环语句
在 Rust 中,循环语句主要有以下三种形式:for 循环、while 循环、loop 循环。下面分别进行介绍。
1、for 循环:用于遍历任何实现了 IntoIterator 特性的集合,比如:数组、切片、元组、迭代器等。
另外,还可以使用范围(range)来创建一个迭代器进行循环,可参考下面的示例代码。注意:范围 0..5,不包括最后的 5。
2、while 循环:会一直执行其循环体内的代码,直到给定的条件变为 false 为止。
3、loop 循环:是一个无限循环,它没有预设的退出条件,需要显式地使用 break 关键字来终止循环。
除此之外,Rust 还支持使用标签来控制循环的跳转。标签是一个标识符,后面跟着一个冒号,它可以放在循环之前,然后你可以使用 break 或 continue 语句与标签一起使用,来控制循环的跳转。
在上面的示例代码中,我们有一个外层 loop 循环和一个内层 for 循环。当 i 等于 3 时,break 'outer 语句会执行,从而退出带有标签'outer 的外层循环。
函数
在 Rust 中,函数是程序的基本构建块之一,用于封装和重用代码。Rust 中的函数使用 fn 关键字声明,可以接收参数并返回结果。函数可以有任意数量的参数,并且每个参数都有其类型注解。函数可以返回一个值(通过 -> 后跟返回类型指定),也可以不返回任何值(在这种情况下,函数的返回类型为 (),表示空元组)。
在上面的示例代码中,greet 函数接收一个字符串引用作为参数,并返回一个格式化后的字符串。main 函数调用了 greet 函数,接受其返回值,并打印了 msg。
注释
注释是用来解释和说明代码功能、用法和设计决策的文字内容,它们不会被编译器编译成程序的一部分。Rust 中的注释分为以下三种类型。
单行注释: 单行注释以两个斜杠(//)开始,直到该行结束为止的所有文本都会被编译器忽略。
多行注释: 多行注释使用三个斜杠(///)开头,可以跨越多行。特别的是,当这样的注释出现在模块、函数、结构体、枚举等定义的前面时,它们会被编译器用来生成 API 文档。这种类型的注释遵循 Markdown 格式,可以包含更丰富的文本格式和代码示例。
文档注释:可以通过 cargo doc 命令来生成 HTML 格式的 API 文档,这对于开源项目或团队协作非常有用,因为它可以帮助其他开发者快速了解库或项目的接口及其使用方法。
宏
Rust 的宏是一种编译时的代码生成工具,它允许在编写代码时使用宏来自动生成代码,从而提高代码的可读性、可维护性和重用性。Rust 的宏系统是基于 macro_rules!关键字实现的,它提供了两种主要的宏类型:声明性宏和程序宏。
声明式宏:这种宏基于规则匹配,利用简单的语法模式来捕获并替换代码片段。声明式宏是通过 macro_rules!关键字来定义的,它们主要用于处理简单的文本转换,比如:创建简化的日志宏,或构建某些特定模式的函数调用。
程序宏:程序宏提供了更复杂的代码生成能力,允许在编译时执行任意的 Rust 代码。程序宏分为几种类型,包括:自定义派生宏、属性类宏和函数式宏。这些宏允许更高级的代码生成和转换,但也需要更复杂的定义和实现。
版权声明: 本文为 InfoQ 作者【希望睿智】的原创文章。
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/9ffcb7c64cbfcf167e924e594】。文章转载请联系作者。
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