rust

rust众多数据类型可以高效利用底层空间

// rust中的基本类型
// 整数类型
// 有符号整数
let _i8: i8 = 0;
let _i16: i16 = 0;
let _i32: i32 = 0;
let _i64: i64 = 0;
let _i128: i128 = 0;
let _isize: isize = 0;
// 无符号整数
let _u8: u8 = 0;
let _u16: u16 = 0;
let _u32: u32 = 0;
let _u64: u64 = 0;
let _u128: u128 = 0;
let _usize: usize = 0;
// 浮点数类型
let _f32: f32 = 0.0;
let _f64: f64 = 0.0;
// 布尔类型
let _bool: bool = true;
// 字符类型
let _char: char = 'a';
// 数组类型
let _array: [i32; 5] = [1, 2, 3, 4, 5]; 
// 元组类型
let _tuple: (i32, f64, u8) = (500, 6.4, 1);
// 元组的解构
let (_x, _y, _z) = _tuple;
println!("The value of y is: {}", _y);
// 元组的索引
let _five_hundred = _tuple.0;
let _six_point_four = _tuple.1;
let _one = _tuple.2;

所有权

所有权规则

首先，让我们看一下所有权的规则。当我们通过举例说明时，请谨记这些规则：

1. Rust 中的每一个值都有一个 所有者（owner）。

2. 值在任一时刻有且只有一个所有者。

3. 当所有者（变量）离开作用域，这个值将被丢弃。

变量作用域

硬编码字符串（字面量），仅在作用域内有效

{                      // s 在这里无效, 它尚未声明
        let s = "hello";   // 从此处起，s 是有效的
        // 使用 s
}      

String

Rust 有第二个字符串类型，String。这个类型管理被分配到堆上的数据，所以能够存储在编译时未知大小的文本。可以使用 from 函数基于字符串字面值来创建 String，如下：

let s = String::from("hello");

使其可修改

let mut s = String::from("hello");

对于 String 类型，为了支持一个可变，可增长的文本片段，需要在堆上分配一块在编译时未知大小的内存来存放内容。这意味着：

• 必须在运行时向内存分配器（memory allocator）请求内存。

• 需要一个当我们处理完 String 时将内存返回给分配器的方法。

变量与数据交互的方式（一）：移动

为了确保内存安全，在 let s2 = s1 之后，Rust 认为 s1 不再有效，因此 Rust 不需要在 s1 离开作用域后清理任何东西。

fn main() {
    let s1 = String::from("hello");
    let s2 = s1;
}

Rust 永远也不会自动创建数据的 “深拷贝”。因此，任何 自动 的复制可以被认为对运行时性能影响较小。

变量与数据交互的方式（二）：克隆

如果我们 确实 需要深度复制 String 中堆上的数据，而不仅仅是栈上的数据，可以使用一个叫做 clone 的通用函数。第五章会讨论方法语法，不过因为方法在很多语言中是一个常见功能，所以之前你可能已经见过了。

let s1 = String::from("hello");
let s2 = s1.clone();

println!("s1 = {}, s2 = {}", s1, s2);

只在栈上的数据：拷贝

    let x = 5;
    let y = x;

    println!("x = {}, y = {}", x, y);

所有权与函数

将值传递给函数与给变量赋值的原理相似。向函数传递值可能会移动或者复制

fn main() {
    let s = String::from("hello");  // s 进入作用域

    takes_ownership(s);             // s 的值移动到函数里 ...
                                    // ... 所以到这里不再有效

    let x = 5;                      // x 进入作用域

    makes_copy(x);                  // x 应该移动函数里，
                                    // 但 i32 是 Copy 的，
                                    // 所以在后面可继续使用 x

} // 这里, x 先移出了作用域，然后是 s。但因为 s 的值已被移走，
  // 没有特殊之处

fn takes_ownership(some_string: String) { // some_string 进入作用域
    println!("{}", some_string);
} // 这里，some_string 移出作用域并调用 `drop` 方法。
  // 占用的内存被释放

fn makes_copy(some_integer: i32) { // some_integer 进入作用域
    println!("{}", some_integer);
} // 这里，some_integer 移出作用域。没有特殊之处

返回值与作用域

返回值也可以转移所有权

fn main() {
    let s1 = gives_ownership();         // gives_ownership 将返回值
                                        // 转移给 s1

    let s2 = String::from("hello");     // s2 进入作用域

    let s3 = takes_and_gives_back(s2);  // s2 被移动到
                                        // takes_and_gives_back 中,
                                        // 它也将返回值移给 s3
} // 这里, s3 移出作用域并被丢弃。s2 也移出作用域，但已被移走，
  // 所以什么也不会发生。s1 离开作用域并被丢弃

fn gives_ownership() -> String {             // gives_ownership 会将
                                             // 返回值移动给
                                             // 调用它的函数

    let some_string = String::from("yours"); // some_string 进入作用域.

    some_string                              // 返回 some_string 
                                             // 并移出给调用的函数
                                             // 
}

// takes_and_gives_back 将传入字符串并返回该值
fn takes_and_gives_back(a_string: String) -> String { // a_string 进入作用域
                                                      // 

    a_string  // 返回 a_string 并移出给调用的函数
}

引用

引用（reference）像一个指针，因为它是一个地址，我们可以由此访问储存于该地址的属于其他变量的数据。 与指针不同，引用确保指向某个特定类型的有效值

fn main() {
    let s1 = String::from("hello");

    let len = calculate_length(&s1);

    println!("The length of '{}' is {}.", s1, len);
}

fn calculate_length(s: &String) -> usize {
    //无法修改
    s.len()
}

&s1 语法让我们创建一个 指向 值 s1 的引用，但是并不拥有它。因为并不拥有这个值，所以当引用停止使用时，它所指向的值也不会被丢弃。

可变引用

fn main() {
    let mut s = String::from("hello");

    change(&mut s);
}

fn change(some_string: &mut String) {
    some_string.push_str(", world");
}

可变引用有一个很大的限制：如果你有一个对该变量的可变引用，你就不能再创建对该变量的引用。这些尝试创建两个 s 的可变引用的代码会失败：

fn main() {
    let mut s = String::from("hello");

    let r1 = &mut s;
    let r2 = &mut s;

    println!("{}, {}", r1, r2);
}

不同作用域可以拥有同一引用

fn main() {
    let mut s = String::from("hello");

    {
        let r1 = &mut s;
    } // r1 在这里离开了作用域，所以我们完全可以创建一个新的引用

    let r2 = &mut s;
}

哇哦！我们 也 不能在拥有不可变引用的同时拥有可变引用。

fn main() {
    let mut s = String::from("hello");

    let r1 = &s; // 没问题
    let r2 = &s; // 没问题
    let r3 = &mut s; // 大问题

    println!("{}, {}, and {}", r1, r2, r3);
}

可以

fn main() {
    let mut s = String::from("hello");

    let r1 = &s; // 没问题
    let r2 = &s; // 没问题
    println!("{} and {}", r1, r2);
    // 此位置之后 r1 和 r2 不再使用

    let r3 = &mut s; // 没问题
    println!("{}", r3);
}

引用的规则

让我们概括一下之前对引用的讨论：

• 在任意给定时间，要么 只能有一个可变引用，要么 只能有多个不可变引用。

• 引用必须总是有效的。

Slice 类型

slice 允许你引用集合中一段连续的元素序列，而不用引用整个集合。slice 是一类引用，所以它没有所有权。

fn main() {
    let s = String::from("hello world");

    let hello = &s[0..5];
    let world = &s[6..11];
}

world containing a pointer to the byte at index 6 of String s and a length 5

结构体

struct User {
    active: bool,
    username: String,
    email: String,
    sign_in_count: u64,
}