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趣味学Rust基础篇（变量与可变性）

news 2025/8/30 4:08:10

这篇文章将用通俗的比喻和清晰的逻辑，带你深入理解 Rust 变量背后的核心思想，让你不仅“会用”，更能“明白为什么”。

Rust 的“盒子哲学”：变量、可变性、常量与隐藏

想象一下，Rust 里的变量就像一个个盒子。你把值（比如数字、文字）装进盒子里，然后给盒子贴上标签（变量名），以后就能通过标签找到盒子里的东西了。但 Rust 对这些盒子的管理非常严格，这正是它安全、高效的核心所在。让我们来看看 Rust 的“盒子管理规则”。

规则一：盒子默认是“上锁”的（不可变性）

在 Rust 世界里，当你创建一个盒子时，它默认是上锁的，这意味着你一旦把东西放进去，就不能再改变了！这听起来有点“死板”？但其实这非常聪明！

为什么上锁是好事？

想象一下，你和朋友合伙开公司，你们约定好“公司注册资本是 100 万”。如果这个数字可以随意修改，那会出大问题！今天改 200 万，明天改 50 万，账就乱了。

在编程中也一样。如果一个值（比如“最大玩家数量”）被标记为不可变，整个程序的其他部分都可以放心地认为它不会变。这避免了“我这里以为是 100，你那里偷偷改成了 200”这种难以追踪的 bug。

试试看：

fn main() {let x = 5; // 创建一个叫 x 的盒子，放进去数字 5，并上锁。println!("x 的值是：{x}");x = 6;     // 试图把 6 放进去？不行！盒子上锁了！println!("x 的值是：{x}");
}

运行这段代码，Rust 编译器会立刻跳出来大喊：“错误！你不能给一个上锁的盒子（不可变变量 x）重新赋值！” 它甚至会贴心地告诉你：“嘿，如果你真的想让它能变，试试加个 mut 吧！”

规则二：想改？请先“解锁”（可变性 `mut`）

如果你确实需要一个能随时修改的盒子，Rust 允许你“解锁”，但必须明确地申请。方法就是用 mut 关键字。

fn main() {let mut x = 5; // 创建一个叫 x 的盒子，放进去 5，但这次是“可解锁”的！println!("x 的值是：{x}");x = 6;         // 现在可以了！把 5 换成 6。println!("x 的值是：{x}");
}

mut 的深层意义：

安全：强制你思考“这个值真的需要改变吗？” 大多数情况下，值不需要变，上锁更安全。
沟通：mut 就像一个醒目的标签，告诉其他程序员（包括未来的你）：“注意！这个 x 的值可能会在代码后面被修改！” 这让代码更容易理解和维护。

核心思想：默认不可变，需要可变时才用 mut。这是 Rust 安全性的基石。

规则三：永不改变的“金盒子”（常量 `const`）

有时候，你有一些值是“铁律”，绝对、绝对、绝对不能变，比如“一小时有 3600 秒”。对于这种值，Rust 有更高级的“金盒子”——常量。

const SECONDS_IN_HOUR: u32 = 60 * 60;

常量 vs 普通变量：

特性	普通变量 (`let`)	常量 (`const`)
可变性	默认不可变，加 `mut` 可变	永远不可变，不能加 `mut`
声明位置	通常在函数内	可以在任何地方，包括全局（整个程序都能用）
值来源	可以是运行时计算的结果（如用户输入）	只能是编译时就能算出来的值（常量表达式）
命名习惯	`snake_case`（小写下划线）	`SCREAMING_SNAKE_CASE`（全大写下划线）

为什么常量只能是编译时的值？

因为常量是在程序启动前就确定的。它不能依赖于运行时才能知道的东西，比如用户输入或网络请求的结果。60 * 60 在编译时就能算出是 3600，所以没问题。

核心思想：常量是程序的“硬编码规则”，安全、高效、作用域广。

规则四：盒子的“变身术”（隐藏 `Shadowing`）

这是 Rust 一个非常酷的特性！想象一下，你有一个叫 spaces 的盒子，里面装着一串空格 " "。现在，你不想知道空格本身，而想知道它有多长（3个字符）。你不想创建一个新名字（比如 spaces_length），怎么办？

Rust 允许你用同一个名字重新声明一个新盒子，这个新盒子会“隐藏”（Shadow）掉旧的盒子。旧盒子依然存在，但你再也“看不见”它了，只能看到新的。

fn main() {let spaces = "   "; // 第一个 spaces 盒子，装着字符串 "   "let spaces = spaces.len(); // 变！用同名新盒子，装着旧盒子的长度 3println!("spaces 的值是：{spaces}"); // 打印出来是 3
}

隐藏 vs mut：关键区别！

改变类型：
- 隐藏：可以！第一个 spaces 是 字符串，第二个 spaces 是 数字。类型变了！
- mut：不行！ 一旦盒子类型定下来（比如 let mut x = 5; 是 i32），就不能再改成其他类型。
```
fn main() {let mut spaces = "   "; // spaces 是字符串类型spaces = spaces.len(); //  错误！你不能把一个数字塞进一个声明为字符串的盒子！
}
```
安全性：
- 隐藏：每次都是创建一个全新的盒子。旧盒子被隐藏，但不会被意外修改。
- mut：是同一个盒子，里面的值被直接修改。如果多处代码都 mut 同一个变量，容易出错。
重置可变性：
- 隐藏：你可以“先 mut 后隐藏为不可变”。比如，先创建一个 mut 盒子进行一系列计算，最后用 let 隐藏它，使其变为不可变，后续代码就安全了。