Rust語(yǔ)言教程(2) - 從熟悉的部分開始
雖然有默認(rèn)不變性還有所有權(quán)的問(wèn)題讓Rust一上來(lái)用起來(lái)有些不同，但是其實(shí)大部分語(yǔ)法特點(diǎn)還是我們所熟悉的。
我們沒(méi)必要上來(lái)就跟自己死磕，可以先從我們熟悉的部分開始學(xué)習(xí)。
一般我們寫代碼，使用的主要是數(shù)據(jù)類型、控制結(jié)構(gòu)和函數(shù)。我們就從這三部分開始。
數(shù)據(jù)類型
與Go一樣，Rust的定義語(yǔ)句數(shù)據(jù)也是放在變量名后面的，不過(guò)還要加上一個(gè)冒號(hào)。
布爾類型
布爾類型是bool：
let b0 : bool = true;
因?yàn)镽ust是有類型推斷的功能，所以很多時(shí)候可以不用指定類型。
let b1 = true;
let b2 = !b1;
let b3 = 1 > 0;
println!("{} {} {}",b1,b2,b3);
如果使用CLion等IDE的話，就可以直接看到IDE提供的灰色的類型推斷的提示，非常方便：
字符類型 - 傳統(tǒng)與現(xiàn)代的結(jié)合
Rust的字符類型支持的是Unicode類型，占用4個(gè)字節(jié)。同時(shí)，Rust也支持單字節(jié)ASCII值，這時(shí)用b開頭，類型值就是8位無(wú)符號(hào)類型u8。
我們來(lái)看例子：
let c1 :char = 'C';
let c2:u8 = b'C';
let c3 = '中';
println!("{} {} {}",c1,c2,c3);
同樣，我們可以將字符組成字符串，我們來(lái)看例子：
let s1 = "Hello";
let s2 = b"World";
println!("{} {:?}",s1,s2);
輸出結(jié)果為：
Hello [87, 111, 114, 108, 100]
s1的真實(shí)類型是str類型，而s2是u8的數(shù)組。
let s1 :&str = "Hello";
let s2 :&[u8;5] = b"World";
整數(shù)類型: 后綴與下劃線齊飛
按照長(zhǎng)度，Rust的整數(shù)類型支持8位，16位，32位，64位，128位。根據(jù)有符號(hào)和無(wú)符號(hào)，分為有符號(hào)的i8,i16,i32,i64,i128和無(wú)符號(hào)的u8,u16,u32,u64,u128。
除此之外，也有根平臺(tái)相關(guān)的類型，有符號(hào)為isize類型，無(wú)符號(hào)為usize類型。
我們看下例子：
let i1 : i8 = -8;
let i2 : i16 = -16;
let i3 : i32 = -32;
let i4 : i64 = -64;
let i5 : i128 = -128;
let u1 : u8 = 8;
let u2 : u16 = 16;
let u3 : u32 = 32;
let u4 : u64 = 64;
let u5 : u128 = 128;
let p1 : isize = -1;
let p2 : usize = 1;
上面都是跟其它語(yǔ)言比較像，下面我們來(lái)看看Rust特色的后綴。這在C++中也有，比如10l, 200L之類的。
在Rust中，我們直接用類型名做為后綴，我們看個(gè)例子：
let i6 = -1i8;
let i7 = -2i16;
這樣放在一起可能不太容易區(qū)分，沒(méi)關(guān)系，Rust允許我們?cè)跀?shù)字上任意的加下劃線來(lái)提升可讀性，我們來(lái)看幾個(gè)例子：
let i08 = -3_i32;
let i09 = -4__i64;
let i10 = -5___i128;
下劃線并非只是用于數(shù)字和類型區(qū)分，也可以加在數(shù)字中間，我們來(lái)看個(gè)例子：
let u6 = 1_000_000_u128;
println!("{}",u6);
默認(rèn)的整數(shù)類型是i32，如果Rust無(wú)法推斷中整數(shù)的類型，那么就默認(rèn)為i32.
整數(shù)的進(jìn)制
在Rust中，避免了077這樣對(duì)八進(jìn)制的偏愛(ài)，改為用0o來(lái)表示8進(jìn)制整數(shù)。16進(jìn)制仍然是0xFF前綴，二進(jìn)制用0b前綴。
我們看例子：
let u07 = 0xFF_u32;
let u08 = 0o7777_u32;
let u09 = 0b01_10_00_u8;
println!("{} {} {}",u07,u08,u09);
輸出結(jié)果為：
255 4095 24
整數(shù)的溢出
在C語(yǔ)言中，整數(shù)的溢出也是一個(gè)常出現(xiàn)的問(wèn)題。
對(duì)此，Rust在debug模式下，在編譯時(shí)會(huì)檢查整數(shù)的溢出的問(wèn)題：
let i_10 : i8 = 0x7f;
let i_11 : i8 = i_10 * 10i8;
println!("{}",i_11);
在編譯時(shí)，Rust就會(huì)報(bào)錯(cuò)：
84 | let i_11 : i8 = i_10 * 10i8;
| ^^^^^^^^^^^ attempt to compute `i8::MAX * 10_i8`, which would overflow
懂程序分析的同學(xué)可能會(huì)想，在編譯時(shí)檢查不出來(lái)怎么辦？好辦，我們?cè)谶\(yùn)行時(shí)進(jìn)行檢查。
我們來(lái)個(gè)例子：
let mut i_20 : i8 = 0x20;
for i in 1..20{
i_20 = 0x20_i8 * i_20;
}
println!("{}",i_20);
在運(yùn)行時(shí)仍然發(fā)現(xiàn)了溢出：
thread 'main' panicked at 'attempt to multiply with overflow', src/main.rs:91:16
stack backtrace:
0: rust_begin_unwind
at /rustc/7eac88abb2e57e752f3302f02be5f3ce3d7adfb4/library/std/src/panicking.rs:483
1: core::panicking::panic_fmt
at /rustc/7eac88abb2e57e752f3302f02be5f3ce3d7adfb4/library/core/src/panicking.rs:85
2: core::panicking::panic
at /rustc/7eac88abb2e57e752f3302f02be5f3ce3d7adfb4/library/core/src/panicking.rs:50
3: tools::test
at ./src/main.rs:91
4: tools::main
at ./src/main.rs:34
5: core::ops::function::FnOnce::call_once
at /Users/lusinga/.rustup/toolchains/stable-x86_64-apple-darwin/lib/rustlib/src/rust/library/core/src/ops/function.rs:227
note: Some details are omitted, run with `RUST_BACKTRACE=full` for a verbose backtrace.
類型轉(zhuǎn)換
Rust語(yǔ)言是強(qiáng)類型的語(yǔ)言，不像C一樣有默認(rèn)的類型轉(zhuǎn)換。如果進(jìn)行跨類型計(jì)算需要進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換。
類型轉(zhuǎn)換使用“as 類型”的方法來(lái)寫，我們來(lái)看個(gè)例子：
let i_100 : i32 = (16i8 + 1) as i32;
i8計(jì)算之后還是i8，不能直接賦給i32類型，需要通過(guò)as i32來(lái)轉(zhuǎn)換類型。
如果計(jì)算的類型不同，編譯不報(bào)錯(cuò)，在運(yùn)行的時(shí)候也會(huì)被檢查出來(lái)。
我們看個(gè)例子：
let i_101 = 16i8 + 32i32;
會(huì)報(bào)下面的錯(cuò)：
error[E0308]: mismatched types
--> src/main.rs:99:24
|
99 | let i_101 = 16i8 + 32i32;
| ^^^^^ expected `i8`, found `i32`
后面還有一個(gè)有趣的報(bào)錯(cuò)，讓trait露了一個(gè)爪印：
error[E0277]: cannot add `i32` to `i8`
--> src/main.rs:99:22
|
99 | let i_101 = 16i8 + 32i32;
| ^ no implementation for `i8 + i32`
|
= help: the trait `Add<i32>` is not implemented for `i8`
浮點(diǎn)數(shù)
浮點(diǎn)數(shù)跟C語(yǔ)言差不多，分為32位浮點(diǎn)數(shù)和64位浮點(diǎn)數(shù)，就這兩種，分別是f32和f64。默認(rèn)為f64。
我們來(lái)看兩個(gè)例子：
let f_01 = 2.1;
let f_02 = 2e8;
f_01和f_02都是f64類型。
需要注意的是，對(duì)于除0的處理，會(huì)引入兩個(gè)新的值：
- 對(duì)于非0除以0，得到的將是無(wú)窮大inf
- 而對(duì)于0除以0，將得到NaN，意思是并不是一個(gè)數(shù)
我們來(lái)看例子：
let f_03 = 0.0 / 0.0;
let f_04 = 1.0 / 0.0;
println!("{} {}",f_03,f_04);
輸出結(jié)果為：
NaN inf
NaN對(duì)應(yīng)的本尊是std::f64::NAN，而inf是std::f64::INFINITY，我們將其排列在一起：
let f_03 = 0.0 / 0.0;
let f_04 = 1.0 / 0.0;
let f_05 = std::f64::INFINITY;
let f_06 = std::f64::NAN;
println!("{} {} {} {}",f_03,f_04,f_05,f_06);
輸出結(jié)果為：
NaN inf inf NaN
32位和64位的無(wú)窮大都是無(wú)窮大，它們是相等的：
let f_10 = std::f32::INFINITY;
let f_11 = std::f64::INFINITY;
println!("{}",f_11==f_10 as f64);
輸出結(jié)果為：
true
但是要注意的是，兩個(gè)NAN是不相等的：
let f_12 = std::f64::NAN;
println!("{}",f_12==f_12);
結(jié)果為false.
流程控制
分支語(yǔ)句
Rust支持if-else表達(dá)式，用來(lái)處理分支。
if后面不必加括號(hào)，有點(diǎn)像Go，我們看個(gè)例子：
if n >= 100 {
println!("Grade A");
}else if n>= 60 {
println!("Pass");
}else{
println!("Fail");
}
可以寫成更像表達(dá)式一點(diǎn)的方式：
let grade = if n == 100{
"A"
}else if n>=60{
"Pass"
}else{
"Fail"
};
如果用作表達(dá)式的話，if和else兩個(gè)分支返回的結(jié)果需要轉(zhuǎn)換成同一類型，畢竟Rust是這么強(qiáng)類型的語(yǔ)言。
循環(huán)語(yǔ)句
Rust的循環(huán)分為三種：死循環(huán)loop，while循環(huán)和for循環(huán)。
loop最直接干脆，不需要while(true)或者for(;;)這種寫法，直接loop。如果需要退出循環(huán)就用break，繼續(xù)下一輪循環(huán)就用continue。
我們來(lái)個(gè)簡(jiǎn)單例子：
let mut num = 0;
let mut sum = 0;
loop{
if num > 10 {
break;
}else{
sum += num;
num += 1;
}
}
println!("sum={}",sum);
我們?cè)賹⑵浞g成while循環(huán)：
num = 0;
sum = 0;
while num <= 10 {
sum += num;
num += 1;
}
println!("sum={}", sum);
與if一樣，while后面也不強(qiáng)制要求括號(hào)。
最后是for循環(huán)，它主要用于迭代器的遍歷：
sum = 0;
for i in 0..11 {
sum += i;
}
println!("sum={}", sum);
函數(shù)
最后說(shuō)下函數(shù)，Rust的函數(shù)使用fn關(guān)鍵字來(lái)定義。返回值的類型用->分隔而不是":"。
另外，Rust中不一定非要用return語(yǔ)句來(lái)返回值，表達(dá)式的值即可，我們看個(gè)例子：
fn fib2(n: i32) -> i64 {
if n <= 2 {
1i64
} else {
fib2(n - 1) + fib2(n - 2)
}
}
按傳統(tǒng)寫法也是可以的：
fn fib2(n: i32) -> i64 {
if n <= 2 {
return 1i64
} else {
return fib2(n - 1) + fib2(n - 2)
}
}
或者將return提到if表達(dá)式外面：
fn fib2(n: i32) -> i64 {
return if n <= 2 {
1i64
} else {
fib2(n - 1) + fib2(n - 2)
}
}
小結(jié)
在使用基本類型的情況下，Rust跟C語(yǔ)言和Go語(yǔ)言的基礎(chǔ)部分其實(shí)還是很類似的，熟悉Javascript等語(yǔ)言的同學(xué)也不會(huì)覺(jué)得陌生。我們可以把原有的知識(shí)遷移過(guò)來(lái)，基本類型變量如果需要修改值的話就加個(gè)mut。
