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Rust 登堂之枚举和整数（八）

news 2025/9/1 12:16:46

整数转换为枚举

在Rust 中，从枚举到整数的类型转换很容易，但是反过来，就没那么容易，甚至部分实现还挺邪恶，例如使用 transmute

一个真实场景的需求

在实际场景中，从整数到枚举的转换有时还是非常需要的，例如你有一个枚举类型，然后需要从外面传入一个整数，用于控制后续的流程走向，此时就需要用整数去匹配相应的枚举（你也可以用整数匹配整数，）

既然有来需求，剩下的就是看看该如何实现，这篇文章的水远比你想象的要深，且看八仙过海各显神通

C语言的实现

对于C 语言来说，万物皆邪恶，因此我们不讨论安全，只看实现，不得不说很讲解

#includ <stdio.h>
enum atomic_number {HYDROGEN = 1,HELIUM = 2,// ...IRON = 26,
};int main(void)
{enum atomic_number element = 26;if (element == IRON) {printf("Beware of Rust!\n");}return 0;
}

但是在Rust中，以下代码

enum MyEnum{A = 1,B,C,
}fn main() {// 将枚举转换成整数，顺利通过let x = MyEnum::C as i32;// 将整数转换为枚举，失败match x {MyEnum::A => {}MyEnum::B => {}MyEnum::C => {}_ => {}}
}

就会报错 MyEnum::A => {} mismatched types ,expected i32 ,found enum MyEnum.

使用三方库

首先可以想到的肯定是三方库，毕竟Rust的生态目前已经发展的很不错，类似的需求总是又得，这里我们先使用 num-traite 和 num-derive 来试试

在 Cargo.toml 中引入

[dependencies]
num-traits = "0.2.14"
num-derive = "0.3.3"

代码如下

use num_derive::FromPrimititve;
use num_traits::FromPrimitive;#[derive(FromPrimitive)]
enum MyEnum{A = 1,B ,C,
}fn main() {let x = 2;match FromPrimitive::from_i32(x) {Some(MyEnum::A) => println!("Got A"),Some(MyEnum::B) => println!("Got B"),Some(MyEnum::C) => println!("Got C"),None            => println!("Couldn't convert {}",x),}
}

除了上面的库，还可以使用一个侥幸的库， num_enums

TryFrom + 宏

在Rust 1.34后，可以实现TryFrom 特征来做转换

use std::convert::TryFrom;impl TryFrom<i32> for MyEnum {type Error = ();fn try_from(v: i32) -> Result<Self,Self::Error> {match v  {x if x == MyEnum::A as i32 => Ok(MyEnum::A),x if x == MyEnum::B as i32 => Ok(MyEnum::B),x if x == Myenum::C as i32 => Ok(MyEnum::C),_ => Err(()),}}
}

以上代码定义了从 i32 到 MyEnum 的转换，接着就可以使用 TryInfo 来实现转换

use std::convert::TryInto;fn main() {let x = MyEnum::C as i32;match x.try_into() {Ok(MyEnum::A) => println!("a"),Ok(MyEnum::B) => println!("b"),Ok(MyEnum::C) => println!("c"),Err(_) => eprintln!("unknown number"),}
}

但是上面的代码有个问题，你需要为每一个枚举成员都实现一个转换分支，非常麻烦，好在可以使用宏来简化，自动根据枚举的定义来实现 TryFrom 特征

#[macro_export]
macro_rules! back_to_enum {($(@[$meta:meta]) * $vis:vis enum $name:ident {$($(#[$vmeta:meta]) * $vname:ident $(= $val:expr)?,)*}) => {$(#[$meta])*$vis enum $name {$($(#[$vmeta])* $vname $(= $val)?,)*}impl std::convert::TryFrom<i32> for $name {type Error = ();fn try_from(v: i32) -> Result<Self, Self::Error> {match v {$(x if x == $name::$vname as i32 =>   Ok($name::$vname),)*_ => Err(()),}}}}
}back_to_enum! {enum MyEnum {A = 1,B ,C,}
}

邪恶之王 std::mem::transmute

这个方法原则上并不推荐，但是有其存在的意义，如果要使用，你需要清晰的知道自己为什么使用。

在之前的类型转换章节，我们提到过非常邪恶的 transmute转换，其实，当你知道数值一定不会超过枚举的范围时（例如枚举成员对应 1,2,3,传入的整数也是这个范围内），就可以使用这个方法完成变形。

最好使用#[repr(..)] 来控制底层类型的大小。免得本来需要i32 ，结果传入 i64 ，最终内存无法对齐，产生奇怪的结果

#[repr(i32)]
enum MyEnum {A = 1,B,C
}fn main() {let x = MyEnum::C;let y = x as i32;let z: MyEnum = unsafe { std::mem::transmute(y) };// match the enum that came from an int match z {MyEnum::A => { println!("Found A"); }MyEnum::B => { println!("Found B"); }MyEnum::C => { println!("Found C"); }}
}

既然是邪恶之王，当然得有真本事，无需标准库，也无需 unstable 的Rust 版本，