义与声明

是一种自定义数据类型允许将多个相关的值组合在一起形成一个更复杂的数据结构。

结构体被广泛应用于组织和管理数据具有灵活性和强大的表达能力。

定义与声明

其中Name是结构体的名称每个数据名及其对应的数据类型组成一个字段field1到fieldN是结构体的字段名称Type1到TypeN是字段的数据类型。

struct

表示字段名称及数据类型注意rust语言不能在定义的同时进行赋值且用逗号分隔各字段不像c/c用分号。

结构体中可以根据需要定义字段个数理论上要多少就定义多少但实际上字段太多结构体也会变得很占空间对程序的空间效率是个负担。

结构体实例

如以下代码定义了一个名为Point的结构体包含x和y两个字段类型分别为i32和f64

struct

定义结构体后可以像使用其他类型一样使用它。

例如可以声明一个Point类型的变量并为其字段赋值

let

在Rust中结构体Struct可以按照不同的方式进行分类以下是一些常见的分类方式

单元结构体Unit

这种结构体没有任何字段它只是用于表示一个空的类型。

这种结构体通常用于作为其他结构体的组成部分或返回类型。

例如

struct

这种结构体包含一组字段可以通过元组语法来访问每个字段。

元组结构体可以用于表示简单的数据集合不使用大括号{}而是使用元组的小括号()。

例如

struct

这种结构体有一个显式的名称并且包含一组字段。

具名结构体可以用于表示复杂的数据结构例如一个包含多个字段的对象本文的示例大多数都为具名结构体用法已在本文开头讲过

struct

除了以上三种常见的结构体类型Rust还支持其他特殊类型的结构体例如带有泛型参数的结构体、具名元组结构体Named

Tuple

需要注意的是在Rust中结构体的分类并不是强制性的也就是说一个结构体可以包含任意类型的字段并且可以在任何地方使用。

这使得结构体非常灵活可以用于实现各种复杂的数据结构。

结构体字段的数据类型可以是以下常见的rust数据甚至可以是函数、引用、指针类型。

标量类型Scalar

Types包括有符号整数类型和无符号整数类型。

常见的整数类型有

i8、i16、i32、i64、i128

usize它们根据平台的位数自动调整大小。

浮点数类型Floating-Point

Number

Types由相同类型的元素组成的有限集合。

可以通过固定长度或动态长度来定义数组。

切片类型Slice

Types对一个连续的内存块进行引用可以看作是动态数组。

切片类型提供了访问和操作数据的一种高效方式。

元组类型Tuple

Types一种将多个不同类型的值组合在一起的数据结构用圆括号和逗号分隔的元素序列表示。

元组可以包含不同类型的元素例如整数、浮点数、布尔值、字符串等。

结构体类型Struct

Types一种自定义的数据类型可以包含多个不同类型的字段。

结构体可以通过定义来指定其字段和属性。

枚举类型Enum

Rust

方法method是在结构体上定义的功能可以访问结构体的字段并执行一些操作。

使用关键字impl结构体可以对应一个或多个impl代码块。

例1结构体转换为字符串描述

{name:String,age:u32,school:String,major:String,grade:String,state:bool

}impl

Student{name:String::from(杨程),age:22,school,major,grade:String::from(大三),state:true};println!({},

s.to_string());

注意上例中有一个rust结构体的特殊用法使用同名变量在结构体外为对应字段赋值。

struct

person.update_age(5);person.update_name(String::from(Jerry));

person.say_hello();

之所以结构体方法不叫结构体函数是因为函数这个名字留给了这种函数它在

impl

块中的比如上小节例2和例3中的构造函数new()就是关联函数类似于字符串函数String::new()String::from(Jerry)。

struct

Rectangle::area(rect.clone()));println!(Area:

{},

结构体方法结构体方法默认情况下是可变的mutable也就是说可以修改结构体的字段。

在调用方法时可以通过引用self或可变引用mut

self来传递结构体实例以便修改其字段。

例如my_struct.my_method(mut

关联函数关联函数默认情况下是不可变的immutable也就是说无法修改结构体的字段。

在调用函数时只能通过常量引用self来传递结构体实例因为常量引用是只读的。

例如let

my_struct

结构体方法结构体方法可以直接在结构体实例上调用无需显式传递结构体实例。

例如my_struct.my_method()。

关联函数关联函数需要显式传递结构体实例作为参数。

例如MyStruct::my_function(my_struct)。

Rust

derive可以避免手动编写冗长的代码提高代码的可读性和可维护性。

trait

有很多比如CopyCloneDebugDefaultDropHashOrdPartialOrdSendSync等等先挑几种最常用的学一下

#[derive(Debug)]

与上一小节的例2对比输出内容基本一致就多了String的引号标记。

相比自动生成

Debug

s);时第一行的代码#[derive(Debug)]是必须的如果去掉就会报错

error[E0277]:

输出要与使用#[derive(Debug)]时一样只要修改write宏的第2个参数如

impl

使用#[derive(PartialEq)]为结构体自动实现了PartialEq

trait。

这使得可以直接使用运算符比较两个结构体实例的相等性。

#[derive(PartialEq)]

调用#[derive(Default)]相当于创建一个默认的结构体实例每一个字段都是对应数据类型的默认值无需手动为每个字段设置默认值。

struct

Circle::default();println!(Circular

area

此例还有一个rust结构体的特殊用法当结构体大部分字段需要被设置成与现存的另一个结构体的一样仅需更改其中的一两个字段的值可以使用结构体更新语法在现存的结构体名前加上两个连续的句号“..Struct_Name”。

#[derive(Clone)]

在复制过程中对所有字段进行逐个复制包括所有引用类型和原始类型。

这意味着每次进行克隆时都会创建新的数据副本。

#[derive(Clone)]

person1.clone();println!(Person

{},

来计算在Rust语言中则使用标准库中的一个模块std::mem::中的size_of和size_of_val它提供了与内存管理相关的函数。

std::mem::size_of

用于计算给定类型的大小不接受任何参数。

这个函数返回一个给定类型的大小以字节为单位。

它是一个泛型函数可以用于任何类型。

Point

std::mem::size_of::Point());let

person

用于计算给定值的大小接受一个值作为参数。

它用于获取一个值的大小以字节为单位。

与

size_of

std::mem::size_of_val(point));let

person

std::mem::size_of_val(person));

Size

注意在这两个例子中计算类型大小和值大小的结果都是相同的因为这里没有涉及到指针或其他复杂的情况。

本文总结

结构体是Rust中一种重要的数据结构用于组织不同类型的字段。

以下是结构体的重点内容的总结

结构体定义使用struct关键字来定义结构体结构体可以包含多个字段每个字段可以有不同的类型。

结构体实例定义一个结构体后可以使用结构体名称来创建结构体实例通过.运算符来访问结构体字段。

结构体分类结构体可以分为三种类型单元结构体()、元组结构体用逗号分隔的多个字段和具名结构体有自定义名称的字段。

结构体嵌套结构体可以嵌套用于组织和存储复杂的数据。

结构体方法结构体可以定义方法用于在结构体上执行操作。

结构体方法与关联函数类似但只能在结构体上调用。

关联函数通过impl关键字在结构体上定义关联函数用于在结构体实例上执行特定操作。

关联函数可以是普通函数或方法。

自定义打印宏使用derive(Debug)]来自动实现fmt::Debug

trait实现自定义的打印输出格式。

其他相关内容结构体可以通过derive属性来自动实现其他trait如PartialEq部分相等性、Default默认值和Clone克隆。

结构体大小在Rust中结构体的内存大小是固定的可以在定义时指定大小也可以使用#[repr(C)]来指定大小和布局。

模式匹配可以使用模式匹配来访问和匹配结构体的字段这使得在编写代码时更加灵活和方便。

总的来说结构体是Rust中非常强大和灵活的数据结构可以用于组织和操作各种类型的数据。

通过使用结构体、方法、关联函数和其他相关特性可以轻松地实现复杂的数据结构和算法。