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Rust入门开发之Rust 语法中函数基本形式详解

news 2025/10/31 8:53:46

Rust 函数基本形式详解：从定义到调用

函数是 Rust 代码组织的基本单元，用于封装可复用的逻辑。Rust 的函数语法既简洁又严谨，支持多种参数形式和返回值类型，同时保持了语言的安全性和可读性。本文将详细介绍 Rust 函数的基本形式、语法规则及常见用法，并通过代码示例帮助理解。

一、函数的基本定义与调用

Rust 函数使用 fn 关键字定义，基本结构包括：函数名、参数列表、返回值类型（可选）和函数体。函数名遵循蛇形命名法（snake_case），即全小写字母，单词间用下划线分隔。

基本语法格式

fn 函数名(参数1: 类型1, 参数2: 类型2) -> 返回值类型 {// 函数体（执行逻辑）返回值 // 无需显式使用 return（最后一行表达式结果即为返回值）
}

代码示例：基础函数定义与调用

// 定义一个无参数、无返回值的函数
fn greet() {println!("Hello, Rust!");
}// 定义一个带参数、有返回值的函数（计算两数之和）
fn add(a: i32, b: i32) -> i32 {a + b // 最后一行表达式结果作为返回值（省略 return）
}fn main() {// 调用无参函数greet(); // 输出：Hello, Rust!// 调用带参函数并接收返回值let sum = add(5, 3);println!("5 + 3 = {}", sum); // 输出：5 + 3 = 8
}

关键说明

参数列表：每个参数必须显式指定类型（如 a: i32），多个参数用逗号分隔。
返回值类型：通过 -> 类型 声明，若函数无返回值，可省略该部分（默认返回空元组 ()）。
返回值语法：函数体中最后一行的表达式结果自动作为返回值（无需 return）；若需提前返回，可使用 return 值;（注意分号）。

二、函数参数的多种形式

Rust 函数支持多种参数形式，包括普通参数、默认参数（需通过特性实现）、可变参数等，满足不同场景的需求。

1. 普通参数（必传参数）

最基础的参数形式，调用时必须传入对应类型的值，如前文的 add 函数中的 a 和 b。

2. 带有默认值的参数（需使用 `default` 特性）

Rust 标准语法不直接支持默认参数，但可通过 std::default::Default 特性模拟，或使用函数重载（通过 traits 实现）。

示例：使用 Default 特性模拟默认参数

// 定义一个结构体用于参数封装
#[derive(Default)]
struct GreetConfig {name: &'static str,prefix: &'static str,
}// 接收配置参数，使用默认值填充未指定的字段
fn greet_with_config(config: GreetConfig) {println!("{}，{}！", config.prefix, config.name);
}fn main() {// 完全自定义参数let custom_config = GreetConfig {name: "Alice",prefix: "欢迎",};greet_with_config(custom_config); // 输出：欢迎，Alice！// 使用默认参数（仅指定部分字段）let default_config = GreetConfig {name: "Bob",..GreetConfig::default() // 其余字段使用默认值（prefix 默认是 ""）};greet_with_config(default_config); // 输出：，Bob！（prefix 为空）
}

3. 可变参数（通过 `...` 或宏实现）

Rust 支持可变参数，通常通过 std::fmt 模块的 Arguments 类型或宏来实现，常见于打印函数（如 println!）。

示例：自定义可变参数函数

// 使用 std::fmt 实现可变参数打印
use std::fmt;fn my_print(args: fmt::Arguments) {println!("自定义打印：{}", args);
}// 封装为宏，方便调用（模拟 println! 的用法）
macro_rules! my_println {($($arg:tt)*) => {my_print(format_args!($($arg)*));};
}fn main() {my_println!("数字：{}，字符串：{}", 42, "Rust"); // 输出：自定义打印：数字：42，字符串：Rust
}

三、函数的返回值类型

Rust 函数的返回值类型灵活多样，可返回标量、复合类型、枚举，甚至函数本身。

1. 无返回值（默认返回 `()`）

若函数无需返回值，可省略返回值声明，此时默认返回空元组 ()（单元类型）。

fn log(message: &str) {println!("[日志] {}", message);// 隐式返回 ()
}fn main() {let result = log("系统启动"); // 输出：[日志] 系统启动println!("返回值：{:?}", result); // 输出：返回值：()
}

2. 返回单个值

返回值可以是任意标量类型（如 i32、f64）或复合类型（如元组、数组）。

// 返回元组（多值打包）
fn split_name(full_name: &str) -> (&str, &str) {let parts: Vec<&str> = full_name.split_whitespace().collect();(parts[0], parts[1]) // 返回 (名, 姓)
}fn main() {let (first, last) = split_name("John Doe");println!("名：{}，姓：{}", first, last); // 输出：名：John，姓：Doe
}

3. 返回 `Option<T>` 或 `Result<T, E>`

用于表示可能为空（Option）或可能出错（Result）的场景，是 Rust 安全编程的核心模式。

// 返回 Option<T>：可能有值，也可能无值
fn find_first_even(numbers: &[i32]) -> Option<i32> {for &num in numbers {if num % 2 == 0 {return Some(num); // 找到偶数，返回 Some}}None // 未找到，返回 None
}fn main() {let nums = [1, 3, 4, 5];match find_first_even(&nums) {Some(even) => println!("第一个偶数：{}", even), // 输出：第一个偶数：4None => println!("没有偶数"),}
}

四、函数的特殊形式

1. 主函数（`main` 函数）

main 函数是程序的入口点，每个可执行程序必须有且仅有一个 main 函数，无参数，返回值默认为 ()。

fn main() {println!("程序开始执行");// 程序逻辑...
}

2. 嵌套函数（函数内部定义函数）

Rust 允许在函数内部定义另一个函数（嵌套函数），嵌套函数仅在外部函数体内可见。

fn outer_function() {fn inner_function() {println!("这是嵌套函数");}println!("这是外部函数");inner_function(); // 内部调用嵌套函数
}fn main() {outer_function();// inner_function(); // 错误：嵌套函数在外部不可见
}

输出：

这是外部函数
这是嵌套函数

3. 匿名函数（闭包）

虽然严格来说闭包不属于函数，但它是一种类似函数的匿名表达式，可捕获环境变量，语法更简洁。

fn main() {// 定义一个闭包（匿名函数），捕获外部变量 xlet x = 10;let add_x = |y: i32| x + y;// 调用闭包println!("10 + 5 = {}", add_x(5)); // 输出：10 + 5 = 15
}

五、函数的可见性控制

Rust 中函数默认是私有的（仅在当前模块内可见），可通过 pub 关键字将函数声明为公共的，允许其他模块调用。

// 模块定义
mod math {// 公共函数（其他模块可调用）pub fn multiply(a: i32, b: i32) -> i32 {a * b}// 私有函数（仅 math 模块内可见）fn square(x: i32) -> i32 {x * x}
}fn main() {// 调用公共函数let product = math::multiply(3, 4);println!("3 * 4 = {}", product); // 输出：3 * 4 = 12// 错误：无法调用私有函数// let sq = math::square(5);
}