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一、类型系统概述
Rust 是静态类型语言，所有变量类型在编译时就必须确定。
静态类型 vs 动态类型
| 特性 | 静态类型语言 | 动态类型语言 |
|---|---|---|
| 类型检查时机 | 编译时期 | 运行时期 |
| 性能 | 更好（无运行时类型检查开销） | 较差（需要运行时类型检查） |
| 类型声明 | 需要显式声明 | 不需要显式声明 |
| 例子 | Java, C++, Rust | Python, JavaScript |
二、数据类型分类
- 标量类型（Scalar）
单个值类型
1.1 整型（Integer）
-
有符号：i8, i16, i32, i64, i128, isize
-
无符号：u8, u16, u32, u64, u128, usize
-
默认类型：i32
字面量表示：
let decimal = 98_222; // 十进制
let hex = 0xff; // 十六进制
let octal = 0o77; // 八进制
let binary = 0b1111_0000;// 二进制
let byte = b'A'; // 字节（u8）
整数溢出处理：
-
debug模式：panic
-
release模式：自动舍弃高位
-
可用方法显式处理：wrapping_, checked_, overflowing_, saturating_
1.2 浮点型（Float）
-
f32：32位单精度
-
f64：64位双精度（默认类型）
注意： 浮点数是近似值，避免直接相等性比较
1.3 布尔型（Boolean）
-
值：true/false
-
大小：1字节
-
用于逻辑运算和条件判断
1.4 字符型（Character）
-
类型：char
-
大小：4字节（Unicode标量值）
-
单字节字符：使用u8类型和b前缀
1.5 序列（Range）
1..5 // 1到4（不包含5）
1..=5 // 1到5（包含5）
- 复合类型（Compound）
组合多个值为一个类型
2.1 元组（Tuple）
-
固定长度
-
可包含不同类型
-
访问方式：模式匹配解构 或 数字索引
let tup = (500, 6.4, 1);
let (x, y, z) = tup; // 解构
let five_hundred = tup.0; // 索引访问
2.2 数组（Array）
- 固定长度
- 元素类型必须相同
- 访问方式：下标索引 或 get()方法
let a = [1, 2, 3, 4];
let first = a[0]; // 索引访问
let first = a.get(0); // 返回Option类型
2.3 结构体（Struct）
三种形式：
-
具名结构体：struct Point { x: i32, y: i32 }
-
元组结构体：struct Color(i32, i32, i32);
-
单元结构体：struct Unit;
- 枚举（Enum）
表示"或"关系，可包含不同类型数据
enum Message {Quit,Move { x: i32, y: i32 },Write(String),ChangeColor(i32, i32, i32),
}
- 特殊类型
- Never类型：!，表示不可能返回的值（目前不稳定）
三、类型选择原则
-
理解数据特性：值范围、是否需要小数、是否可变等
-
选择最小合适类型：节省内存，提高性能
-
平衡类型安全与灵活性
-
考虑数据可变性需求
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利用复合类型组织复杂数据
-
进行充分测试验证
四、常见错误
- 类型转换需要显式声明
let var1: i8 = 1;
let var2: i32 = var1 as i32; // 需要as关键字
- 复合数据类型不允许直接嵌套
// 错误示例
struct Node {data: i32,next: Node, // 不允许直接嵌套
}
五、总结
Rust的类型系统设计强调安全性和性能：
-
静态类型检查在编译期捕获错误
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丰富的标量和复合类型满足各种需求
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明确的类型转换规则防止隐式错误
-
内存安全的设计避免常见编程错误
选择合适的数据类型需要综合考虑数据的特性、内存使用、性能需求和代码可维护性等因素。