Rust的结构体类型的使用

文章目录

• 结构体的创建
• • 创建结构体
  • 结构体的更新
• 结构体使用示例
• • 矩形求体积
  • 使用dbg!宏调试
• 结构体方法与关联函数
• • 多参数的方法
  • 关联函数
• 总结

结构体的创建

创建结构体

创建一个最简单的结构体：

struct info{
    name:String,
    age:u32,
    address:String
}

要点：

• 使用struct类型名+结构体名称创建结构体。
• 结构体中包含字段变量与数据类型说明，必须要以：分隔。
• 每一个字段之间要用，分隔，注意不要写成了 ；

结构体的对象创建：

let stu1=info{
        name:String::from("ylh"),
        age:20,
        address:String::from("China")
    };

我们创建了一个不可变的结构体变量，叫做stu1，并且给他传递了基本信息。

要点：

• 可以规定此变量是只读还是可写：可以使用mut。
• 注意指明你创建的对象是哪一个结构体？ 使用info结构体花括号来包含起来。
• 数据字段进行初始化时也要加上 ：之后赋予初始值；String类型则使用from赋予初始字面值常量。
• 在结构体每个字段变量中我们无法使用mut关键字。

访问结构体变量：

println!("name:{},age:{},address:{}",stu1.name,stu1.age,stu1.address);

注意：我们使用 . 点运算符来访问每一个属性字段。

改变结构体变量的属性字段值：

 let mut stu1=info{
     name:String::from("ylh"),
     age:20,
     address:String::from("China")
 };
 stu1.age=33;
 stu1.name=String::from("hhhhh");
 
 println!("name:{},age:{},address:{}",stu1.name,stu1.age,stu1.address);

当然我们也可以通过函数来修改变量内容

fn from_fun(username:String,email:String)->User
{
    User{
        active:true,
        sign_in_count:900,
        email,
        username,
    }
}

此函数通过接受两个String的值，来修改User结构体的变量，并且返回一个结构体。
注意：如果函数形参和实际结构体变量字段名字相同，则无需使用 ： ，直接写上函数的形参名（或者你认为是结构体的字段名）即可。

创建结构体变量初始化赋值时字段顺序随便！！！

结构体的更新

使用结构体更新，从其他结构体实例创建一个新的实例

let stu2=info{
        name:stu1.name, 
        address:stu1.address,
        age:55
    };

根据结构体stu1的实例属性来创建另一个属性，同样，顺序无关紧要。

使用 ..实例名.来实例属性：

let stu3=info{
        age:88,
        ..stu2
    };

把刚刚初始化的stu2再次作为实例更新 ，注意： …stu2 一定要在最后面定义，否则编译器无法知道你要修改哪一个变量。

注意！！！！
实例化更新会产生所有权的更换：
stu2借用了stu1 ：导致stu1的两个String类型变量借用到了stu2里面，成为了stu2的属性，此时如果访问stu1的String对象会出错：（被借用的所有权产生了移动）

但是，u32类型的变量却可以访问，因为对于整数的借用，不会产生所有权的更换。这涉及到深浅拷贝的问题。

不明白可以看我这篇博文：
Rust的所有权与引用详解

同样，实例化stu3，同样stu2会产生所有权更换，导致无法访问。

结构体使用示例

矩形求体积

我们创建一个矩形结构体用来求面积：

如果我们不会使用结构体？我们可以使用元组

fn main()
{
    let rect:(u32,u32)=(10,20);
    println!("Area: {}",tuple_test(&rect));

}

fn tuple_test(rect:&(u32,u32))->u32
{
    rect.0*rect.1
}

这样写有点太low ，而且我们只知道数据类型，不知道属性名，对于我们来说太模糊了

我们使用结构体：

struct Rect{
    width:u32,
    height:u32    
}

fn main()
{
    let rect1=Rect{
        width:20,
        height:30
    };
    println!("Area: {}",area_struct(&rect1));
   
}

fn area_struct(rect:&Rect)->u32
{
    rect.width*rect.height
}

要点：

• 结构体函数参数使用 &的类型是为了防止借用所有权，以便于以后还能在主函数中使用其所有权。
• 我们可以很清晰的看到rect的width和rect的height相乘。

方便调试，显示结构体的信息：

能否直接显示rect1的信息？ 显然，不能

我们没有对Rect定义的Display显示函数，但是编译器提示我们可以使用 {:?} 运算符，或者 {:#?} 运算符：

#[derive(Debug)]
struct Rect{
    width:u32,
    height:u32    
}
fn main()
{
    let rect1=Rect{
        width:20,
        height:30
    };
    println!("Area: {:?}",rect1);
}

这样我们就可以直接在println!宏函数中。使用{：？} 来显示结构体的信息，便于我们调试。
注意：要在结构体的定义处加上： #[derive(Debug)]

能否更加直观的显示，比如换行？ 可以，使用 {:#?}

println!("{:#?}",rect1);

使用dbg!宏调试

使用方法：

dbg!(&rect1);

这样我们就可以使用这一个宏直接进行显示：

可以看到，这个宏不仅显示了结构体的结构，还在开头指出了所在的行数
使用在结构体内部：

let num=100;
    let rect1=Rect{
        width:dbg!(20*num),
        height:30
    };

注意： dbg! 宏接受的是引用，同理，我们不希望在进入宏之后就丢失了对于此变量的所有权，所以我们使用&引用，来保留我们的结构体变量所有权。

结构体方法与关联函数

为结构体单独写一个特定的独立的函数太麻烦了，而且维护性不高，我们可以使用 impl 来指定为这个结构体定义一些方法：

impl Rect {
    fn area(&self)->u32
    {
        self.width*self.height
    }
}

要点：

• impl 结构体名字： 表明我们要为这个结构体写一个方法，所有的Rect变量都可以直接调用此方法。
• fn 表示这是一个函数。
• self：使用 &self 来替代 rectangle: &Rectangle，&self 实际上是 self: &Self 的缩写。在一个 impl 块中，Self 类型是 impl 块的类型的别名。相当于C++的this指针，在调用属性时，要指定是谁的属性，即是自己的。方法的第一个参数必须是一个指向自身的self。

试着调用这个方法：

fn main()
{
    let num=100;
    let rect1=Rect{
        width:dbg!(20*num),
        height:30
    };
    dbg!(&rect1);
    
    println!("Area: {}",rect1.area());

}

成功了，这样做很简单，使用rect1直接调用这个结构的方法。

我们对于任何的结构体变量都可以直接调用此方法：

fn main()
{
    let rect:(Rect,Rect)=(
        Rect{
            width:50,
            height:10
        },
        Rect{
            width:400,
            height:200
        }
    );
    dbg!(&rect);

    println!("Area1: {},Area2: {}",rect.0.area(),rect.1.area());

}

使用元组，包含两个Rect的结构体变量，然后依次调用结构体方法。

多参数的方法

例如，我们想比较两个结构体变量的面积，看看谁大，我们可以定义一个这样的方法:

impl Rect {
    fn area(&self)->u32
    {
        self.width*self.height
    }
    fn comp(&self,rect:&Rect)->bool
    {
        self.area() > rect.area()
    }
}
 ......
println!("Area1: {},Area2: {}\n Area1 > Area2 ?{}",rect.0.area(),rect.1.area(),
        rect.0.comp(&rect.1));

注意我们的方法调用方式： rect.0.comp(rect.1) ，由于我们在上面定义了一个嵌套的元组结构体，会稍微显得有点复杂，其实，这个调用就是这样的： 变量1.方法(变量2) 注意传入的参数要是引用的形式，保证其所有权不会转移。

关联函数

所有在 impl 块中定义的函数被称为 关联函数（associated functions），因为它们与 impl 后面命名的类型相>关。我们可以定义不以 self 为第一参数的关联函数（因此不是方法），因为它们并不作用于一个结构体的实例。我们已经使用了一个这样的函数：在 String 类型上定义的 String::from 函数。

只不过加上self的，对自身进行操作是方法，不加self的方法是关联函数。

impl Rect {
    fn area(&self)->u32
    {
        self.width*self.height
    }
    fn comp(&self,rect:&Rect)->bool
    {
        self.area() > rect.area()
    }
    fn square(i:u32)->Self
    {
        Self{
            width:i,
            height:i
        }
    }
}

我们定义了一个：square 接受 i u32类型的参数作为构造的新的结构体的变量，返回一个结构体。
这里我们就指定了一个参数构造矩形，相当于是一个正方形。
不是方法的关联函数经常被用作返回一个结构体新实例的构造函数。类似于C++类构造函数。
调用与运行：

let rect2=Rect::square(5);
println!("Area1: {}",rect2.area());

使用结构体名和 :: 来指定调用此方法，:: 表示此方法位于结构体的命名空间内部。

总结

结构体让你可以创建出在你的领域中有意义的自定义类型。通过结构体，我们可以将相关联的数据片段联系起来并命名它们，这样可以使得代码更加清晰。在 impl 块中，你可以定义与你的类型相关联的函数，而方法是一种相关联的函数，让你指定结构体的实例所具有的行为。

但结构体并不是创建自定义类型的唯一方法：让我们转向 Rust 的枚举功能，为你的工具箱再添一个工具。