Rust学习笔记（二）｜变量、函数与控制流

---

1 变量与常量

在Rust中，使用let关键字声明一个变量，变量默认是不可变的。如果要声明可变变量，需要使用mut关键字将其声明为可变变量。

let x = 1;
x = 2;			// 默认不可变，非法
let x = 2;		// shadow，合法let mut y = 1;
y = 2;

声明常量需要使用const关键字，并且在声明时必须指明类型。它甚至可以声明在全局部位，命名需要满足一定的规则：字母全部大写，单词之间用下划线隔开。

const MAX_POINT : u32 = 100_000;

常量一定是不可变的，所以不需要mut关键字声明，但是它与默认不可变的let声明的变量有区别。它的赋值结果只能是常量表达式，不能是函数的返回值或者运行时才可以获得的值。

shadowing（隐藏）是Rust的一个重要特性，它允许新声明的变量的变量名替代旧变量。这在很大程度上提高了程序的可读性。被shadow前后的变量类型可以不同。

let spaces = "    ";			// str
let spaces = spaces.len();		// usize，这里返回 4

2 类型

2.1 标量类型

Rust中有四种标量类型（老四样）：

• 整数：默认i32；
• 浮点：默认f64；
• 布尔：只有两个值，true和false，占一个字节。
• 字符：Unicode标量值，占用4个字节，可以表示中日韩字符，emoji表情等。

整数类型具体可由下表表示。其中isize和usize由操作系统决定，如果操作系统是64位，则isize相当于i64，usize相当于u64。

整数的表示与C/C++类似，甚至可以添加下划线以提高可读性。例如10_0000、0xA0、0b1100_0011、甚至可以表示为byte类型（u8 only）：b'A'。除了byte类型外，其他整数都可以使用类型后缀，例如57u8。如果整数溢出，Rust仅会在debug编译模式下panic（恐慌），而在release版本中程序不会panic。

2.2 复合类型

Rust语言中有两种基础的复合类型，即元组（Tuple）和数组。元组用小括号表示，数组用中括号表示。元组中的每一个元素可以是不同类型，而数组中的所有元素都必须是同一种类型。无论是元组还是数组，都需要显式声明他们的类型。

下面是一个使用元组的例子，可以临时声明一个新的元组，例如(x, y, z)来结构获取旧元组中的每一个成员（Rust会自动推断x、y、z的类型）。

fn main() {let tup : (i32, i64, u8) = (1, 2, 3);let (x, y, z) = tup;    // destructureprintln!("{}, {}, {}", x, y, z);println!("{}, {}, {}", tup.0, tup.1, tup.2)
}

使用下面的方法定义一个数组，可以显式地制定数组元素的类型，也可以让Rust编译器自动推断所需的数组类型。如果访问的数组索引超出了数组的范围，编译可能不会报错，但是运行时会导致程序panic。

fn main() {let a = [1, 2, 3, 4 , 5];let b: [i32; 5] = [1, 2, 3, 4, 5];let mouths = ["January","February","March","April","May","June","July","August","September","October","November","December"];let arr = [1; 3];   // let arr = [1, 1, 1];println!("{} {}", a[0], b[1]);
}

如果想让数据存放在stack（栈）内存而不是heap（堆）内存上，或者想要保证有固定数量的元素，则可以使用数组。数组是Stack上分配的单个块的内存。数组是定长的，而与之对应可变长度的数组称为Vector（向量）。如果在实际编程中不知道需要使用数组还是Vector，那么一般都需要使用Vector。

3 函数

Rust函数的命名规范采用snake_case规范，即全部小写，单词之间用下划线分开。Rust中的函数定义顺序无需尊循C/C++的习惯，即函数必须先声明再使用，在Rust中，可以将函数的定义放在函数使用之后。函数参数的类型必须指明。

fn main() {another_func(3);
}fn another_func(num: i32) {println!("Another function!");println!("the num is {}", num)
}

Rust是一个基于表达式的语言。任何一个函数体（语句块，由花括号括起）都由一系列语句组成，可选地，可以由一个表达式结束，函数的返回值就是表达式的值（表达式会产生一个计算值）。

与表达式对应的概念称为语句，一个语句相当于一个命令，语句没有返回值（它返回一个空的Tuple）。函数的定义也是一个语句，所以它不能当作值赋值给变量（废话），这一点和C/C++有很大不同（笔者认为相当于修复了C/C++的一个bug？）。函数的定义是语句，但是调用函数（宏）是一个表达式。

let x = (let y = 6);		// 非法let y = {let x = 1;x + 2		// 不能加分号
};println!("the value of y is {}", y);	// 3

对于需要返回值的函数，在->符号后声明函数返回值的类型，但是不能为返回值命名。在Rust中，函数的返回值就是函数最后一个表达式的值，如果需要提前返回，则可以使用 return 关键字，并指定一个值。

fn main() {let x = add_five(4);println!("{}", x);		// 9
}fn add_five(num: i32) -> i32 {num + 5// return num + 5;
}

4 控制流

4.1 分支

if表达式后需要添加一个条件，条件必须是bool类型（它不能是一个语句，这一点也与C/C++不同），与if相关联的代码称为分支（arm）。当程序中出现多个else if，则建议只用match语句重构代码。

fn main() {let x = 3;if x % 2 == 0 {println!("x can be devived by 2");} else if x % 3 == 0 {println!("x can be devived by 3");} else if x % 4 == 0 {println!("x can be devived by 4")}
}

if是一个表达式，所以它可以放在赋值号的右边。实现类似 ? : ;的效果。需要特别注意的是，if和else后程序块的返回值的类型必须相同。

let condition = true;let number = if condition { 5 } else { 6 };		// 5

4.2 循环

Rust中有三种循环：loop、while和for。其使用方法与C/C++和Python比较类似，但是Rust也提供了一些其他的语法糖。

loop表达式中可以使用break语句打断循环，并且break语句后可以添加表达式的值来指定loop表达式的返回值：

fn main() {let mut counter = 0;let result = loop {counter += 1;if counter == 10 {break counter * 2;}};println!("result: {}", result);		// 20
}

while循环使用较为简单，这里不赘述。

遍历集合元素一般使用for。Rust中同样存在迭代器的概念。注意，下面的例子中迭代器返回的是数组a的引用，如果直接写for element in a，则element将会被推断为i32类型，而不是&i32：

fn main() {let a = [1, 2, 3, 4, 5];for element in a.iter() {println!("the value is {}", element);}
}

如果需要代码执行确定的次数，可以使用标准库提供的Range。Range可以通过开始数字和结束数字生成一个范围，但不包含结束数字。可以使用rev()方法获得反转的Range。

fn main() {for number in (1..4).rev() {println!("{}!", number);}println!("LIFTOFF!");
}

---

  原创笔记，码字不易，欢迎点赞，收藏~ 如有谬误敬请在评论区不吝告知，感激不尽！博主将持续更新有关嵌入式开发、FPGA方面的学习笔记。

---