Rust枚举类与模式匹配
微凉秋意 人气:0前言
书接上文,本篇博客分享的是Rust 枚举类与模式匹配 的知识。作为安全性强的语言,Rust 的枚举类并不像其他编程语言中的概念那样简单,但依然可以十分简单的使用。
1、Rust基本枚举类语法
枚举允许我们列举所有可能的值来定义一个类型,枚举中的值也叫变体
1.1、定义枚举
我们举一个例子:
IP地址:IPV4、IPV6
enum IpAddrKind{ V4, V6 }
接收枚举值
let four=IpAddrKind::V4; let six=IpAddrKind::V6;
枚举的变体都位于标识符的命名空间下,使用::
进行分割
1.2、将数据附加到枚举的变体中
形式如下:
enum IpAddr{ V4(String), V6(String) }
优点:
- 不需要额外使用
struct
来确定类型 - 每个变体可以拥有不同的类型以及关联的数据量
例如:
#[derive(Debug)] enum IpAddrKind { V4(u8,u8,u8,u8), V6(String) } fn main() { let home=IpAddrKind::V4(127, 0, 0, 1); let loopback=IpAddrKind::V6(String::from("这是IPV6")); println!("{:?}\n{:?}",home,loopback); }
运行效果:
#[derive(Debug)]
作为Rust提供的调试库是可以直接输出结构体和枚举类型的- 但是注意占位符只能使用
{:?}
- 标准库中的IpAddr
struct IpV4Addr{ //--snip-- } struct IpV6Addr{ //--snip-- } enum IpAddr { V4(IpV4Addr), V6(IpV6Addr) }
1.3、变体的多种嵌套方式
enum Message { Quit, Move {x:i32,y:u32}, Write(String), ChangeColor(i32,i32,i32) } fn main() { let q=Message::Quit; let m=Message::Move { x: 6, y: 12 }; let w=Message::Write(String::from("hello_world")); let c=Message::ChangeColor(255, 255, 0); }
在这段代码中枚举类变体一共有四种数据类型:
- 不带关联数据
Quit
- 匿名结构体
Move
- 字符串类型
Write
- 匿名元组结构体
ChangeColor
1.4、定义枚举方法
和结构体方法类似,使用impl
关键字:
impl Message{ fn call(&self){} }
这里就不具体实现了,此时枚举的所有变体都可以调用call
方法,例如q.call();
2、Option枚举
2.1、引入Option枚举解决控制问题
Option
是 Rust 标准库中的枚举类,这个类用于填补 Rust 不支持null
引用的空白。- 许多语言支持 null 的存在(C/C++、Java),这样很方便,但也制造了极大的问题,null 的发明者也承认这一点,“一个方便的想法造成累计 10 亿美元的损失”。
null
经常在开发者把一切都当作不是 null 的时候给予程序致命一击:毕竟只要出现一个这样的错误,程序的运行就要彻底终止。- 为了解决这个问题,很多语言默认不允许 null,但在语言层面支持 null 的出现(常在类型前面用 ? 符号修饰)。
- Java 默认支持 null,但可以通过 @NotNull 注解限制出现 null,这是一种应付的办法。
Rust 在语言层面彻底不允许空值 null 的存在,但无奈null 可以高效地解决少量的问题,所以 Rust 引入了 Option 枚举类:
enum Option<T>{ Some(T), None }
2.2、枚举类的具体使用
枚举类包含在预导入模块中(Prelude),可直接使用:
let some_number=Some(5); let some_string=Some("a string") let absent:Option<&str>=None;
注意:
- 编译器无法推断None是什么类型,所以一定要显示声明
- 由于
absent
属于None的变体,因此是无效数据,也就是null
3、match控制流运算符
- 枚举的目的是对某一类事物的分类,分类的目的是为了对不同的情况进行描述。
- 基于这个原理,往往枚举类最终都会被分支结构处理(许多语言中的 switch )。
- switch 语法很经典,但在 Rust 中并不支持,很多语言摒弃 switch 的原因都是因为 switch 容易存在因忘记添加 break 而产生的串接运行问题,Java 和 C# 这类语言通过安全检查杜绝这种情况出现。
Rust 通过 match 语句来实现分支结构。先认识一下如何用 match 处理枚举类:
fn main() { enum Book { Papery {index: u32}, Electronic {url: String}, } let book = Book::Papery{index: 1001}; let ebook = Book::Electronic{url: String::from("url...")}; match book { Book::Papery { index } => { println!("Papery book {}", index); }, Book::Electronic { url } => { println!("E-book {}", url); } } } //运行结果:Papery book 1001
这是由于book
属于Papery
的变体,因此会执行第一个打印语句
match 块也可以当作函数表达式来对待,它也是可以有返回值的:
match 枚举类实例 { 分类1 => 返回值表达式, 分类2 => 返回值表达式, ... }
但是要谨记:所有返回值表达式的类型必须一样!
如果把枚举类附加属性定义成元组,在 match 块中需要临时指定一个名字:
enum Book { Papery(u32), Electronic {url: String}, } let book = Book::Papery(1001); match book { Book::Papery(i) => { println!("{}", i); }, Book::Electronic { url } => { println!("{}", url); } }
变体Papery指定了i
变量,Electronic指定了url
match 除了能够对枚举类进行分支选择以外,还可以对整数、浮点数、字符和字符串切片引用(&str)类型的数据进行分支选择。其中,浮点数类型被分支选择虽然合法,但不推荐这样使用,因为精度问题可能会导致分支错误。
对非枚举类进行分支选择时必须注意处理例外情况,即使在例外情况下没有任何要做的事。例外情况用下划线 _ 表示:
fn main() { let t = "abc"; match t { "abc" => println!("Yes"), _ => {}, } }
4、if let 语法
通过一个简单的流程控制代码理解此部分知识:
let i = 0; match i { 0 => println!("zero"), _ => {}, } //主函数中运行结果:zero
这段程序的目的是判断 i 是否是数字 0,如果是就打印 zero。
那么现在用 if let 语法缩短这段代码:
let i = 0; if let 0 = i { println!("zero"); }
if let 语法格式如下:
if let 匹配值 = 源变量 { 语句块 }
- 可以在之后添加一个
else
块来处理例外情况。
if let 语法可以认为是只区分两种情况的 match 语句的"语法糖"
在枚举类中的使用:
fn main() { enum Book { Papery(u32), Electronic(String) } let book = Book::Electronic(String::from("url")); if let Book::Papery(index) = book { println!("Papery {}", index); } else { println!("Not papery book"); } } //运行结果:Not papery book
Rust 枚举类和模式匹配的知识就分享到这里了,期待你的鼓励,这将是我创作的不竭动力!
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