【Rust】——结构体struct

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欢迎收看，希望对大家有用！

🎯定义并实例化struct

🥽什么是struct

🥽定义struct

🥽实例化struct

🎯struct例子

🎯struct

🥽struct方法

🥽方法调用的运算符

🥽方法参数

🥽关联函数

🥽多个impl块

🎯定义并实例化struct

🥽什么是struct

struct，结构体

-自定义的数据类型

-为相关联的值命名，打包=>有意的组合

🥽定义struct

定义结构体，需要使用 struct 关键字并为整个结构体提供一个名字。结构体的名字需要描述它所组合的数据的意义。接着，在大括号中，定义每一部分数据的名字和类型，我们称为字段（field）。
struct User {active: bool,username: String,email: String,sign_in_count: u64,
}
定义完每个字段的名称后，要用逗号分割，包括最后一个。

🥽实例化struct

一旦定义了结构体后，为了使用它，通过为每个字段指定具体值来创建这个结构体的实例。创建一个实例需要以结构体的名字开头，接着在大括号中使用 key: value 键 - 值对的形式提供字段，其中 key 是字段的名字，value 是需要存储在字段中的数据值。实例中字段的顺序不需要和它们在结构体中声明的顺序一致。换句话说，结构体的定义就像一个类型的通用模板，而实例则会在这个模板中放入特定数据来创建这个类型的值。
fn main() {let user1 = User {active: true,username: String::from("someusername123"),email: String::from("someone@example.com"),sign_in_count: 1,};
}
为了从结构体中获取某个特定的值，可以使用点号。

注意整个实例必须是可变的；
Rust 并不允许只将某个字段标记为可变。
另外需要注意同其他任何表达式一样，我们可以在函数体的最后一个表达式中构造一个结构体的新实例，来隐式地返回这个实例。

使用字段初始化简写语法：
fn build_user(email: String, username: String) -> User {User {active: true,username,email,sign_in_count: 1,}
}
更新语法：
fn main() {// --snip--let user2 = User {email: String::from("another@example.com"),..user1};
}
Tuple struct：

元组结构体有着结构体名称提供的含义，但没有具体的字段名，只有字段的类型。当你想给整个元组取一个名字，并使元组成为与其他元组不同的类型时，元组结构体是很有用的，这时像常规结构体那样为每个字段命名就显得多余和形式化了。
struct Color(i32, i32, i32);
struct Point(i32, i32, i32);fn main() {let black = Color(0, 0, 0);let origin = Point(0, 0, 0);
}
Unit-Like Struct（没有任何字段）
struct AlwaysEqual;fn main() {let subject = AlwaysEqual;
}
为了定义 AlwaysEqual，我们使用 struct 关键字，接着是我们想要的名称，然后是一个分号。不需要花括号或圆括号！

struct数据所有权：

我们使用了自身拥有所有权的 String 类型而不是 &str 字符串 slice 类型。这是一个有意而为之的选择，因为我们想要这个结构体拥有它所有的数据，为此只要整个结构体是有效的话其数据也是有效的。

🎯struct例子

需求：计算长方形面积
fn main() {let w=30;let l=50;println!("{}",area(w, l));
}fn area(width:u32,length:u32) -> u32{width*length
}
这个示例代码在调用 area 函数时传入每个维度，虽然可以正确计算出长方形的面积，但我们仍然可以修改这段代码来使它的意义更加明确，并且增加可读性。

使用元组重构：
fn main() {let rect=(30,50);println!("{}",area(rect));
}fn area(dim:(u32,u32)) -> u32 {dim.0*dim.1
}
        在某种程度上说，这个程序更好一点了。元组帮助我们增加了一些结构性，并且现在只需传一个参数。不过在另一方面，这个版本却有一点不明确了：元组并没有给出元素的名称，所以计算变得更费解了，因为不得不使用索引来获取元组的每一部分：

        在计算面积时将宽和高弄混倒无关紧要，不过当在屏幕上绘制长方形时就有问题了！我们必须牢记 width 的元组索引是 0，height 的元组索引是 1。如果其他人要使用这些代码，他们必须要搞清楚这一点，并也要牢记于心。很容易忘记或者混淆这些值而造成错误，因为我们没有在代码中传达数据的意图。

用结构体重构：

  area 函数访问 Rectangle 实例的 width 和 height 字段（注意，访问对结构体的引用的字段不会移动字段的所有权，这就是为什么你经常看到对结构体的引用）。area 的函数签名现在明确的阐述了我们的意图：使用 Rectangle 的 width 和 height 字段，计算 Rectangle 的面积。这表明宽高是相互联系的，并为这些值提供了描述性的名称而不是使用元组的索引值 0 和 1 。结构体胜在更清晰明了。

像前面章节那样尝试使用 println！，但这并不行。
struct Rectangle {width: u32,height: u32,
}fn main() {let rect1 = Rectangle {width: 30,height: 50,};println!("rect1 is {}", rect1);
}
{} 默认告诉 println! 使用被称为 Display 的格式：意在提供给直接终端用户查看的输出。目前为止见过的基本类型都默认实现了 Display，因为它就是向用户展示 1 或其他任何基本类型的唯一方式。不过对于结构体，println! 应该用来输出的格式是不明确的，因为这有更多显示的可能性：是否需要逗号？需要打印出大括号吗？所有字段都应该显示吗？由于这种不确定性，Rust 不会尝试猜测我们的意图，所以结构体并没有提供一个 Display 实现来使用 println! 与 {} 占位符。

错误信息：
   = help: the trait `std::fmt::Display` is not implemented for `Rectangle`= note: in format strings you may be able to use `{:?}` (or {:#?} for pretty-print) instead
现在 println! 宏调用看起来像 println!("rect1 is {:?}", rect1); 这样。在 {} 中加入 :? 指示符告诉 println! 我们想要使用叫做 Debug 的输出格式。Debug 是一个 trait，它允许我们以一种对开发者有帮助的方式打印结构体，以便当我们调试代码时能看到它的值。

这样调整后再次运行程序。见鬼了！仍然能看到一个错误：
error[E0277]: `Rectangle` doesn't implement `Debug`
Rust 确实包含了打印出调试信息的功能，不过我们必须为结构体显式选择这个功能。为此，在结构体定义之前加上外部属性 #[derive(Debug)];
#[derive(Debug)]
struct Rectangle {width: u32,height: u32,
}fn main() {let rect1 = Rectangle {width: 30,height: 50,};println!("rect1 is {:?}", rect1);
}
好极了！这并不是最漂亮的输出，不过它显示这个实例的所有字段，毫无疑问这对调试有帮助。当我们有一个更大的结构体时，能有更易读一点的输出就好了，为此可以使用 {:#?} 替换 println! 字符串中的 {:?}。在这个例子中使用 {:#?}

🎯struct

🥽struct方法

方法（method）与函数类似：它们使用 fn 关键字和名称声明，可以拥有参数和返回值，同时包含在某处调用该方法时会执行的代码。

方法与函数不同之处：

因为它们在结构体的上下文中被定义（或者是枚举或 trait 对象的上下文。
Rust 让你在第一个参数位置上只用 self 这个名字来缩写。
#[derive (Debug)]
struct  R{with:u32,length:u32,
}
impl R {fn area(&self) -> u32 {self.with*self.length
}
}
fn main() {let rect=R{with:30,length:50,};println!("{}",rect.area());println!("{:#?}",rect);
}
使用方法替代函数，除了可使用方法语法和不需要在每个函数签名中重复 self 的类型之外，其主要好处在于组织性。我们将某个类型实例能做的所有事情都一起放入 impl 块中，而不是让将来的用户在我们的库中到处寻找 Rectangle 的功能。

🥽方法调用的运算符

Rust 有一个叫 自动引用和解引用（automatic referencing and dereferencing）的功能。方法调用是 Rust 中少数几个拥有这种行为的地方。

它是这样工作的：当使用 object.something() 调用方法时，Rust 会自动为 object 添加 &、&mut 或 * 以便使 object 与方法签名匹配。也就是说，这些代码是等价的：
p1.distance(&p2);
(&p1).distance(&p2);

🥽方法参数

#[derive (Debug)]
struct  R{with:u32,length:u32,
}
impl R {fn area(&self) -> u32 {self.with*self.length
}fn b(&self,other:&R)->bool{self.with>other.with&&self.length>other.length}
}
fn main() {let rect1=R{with:30,length:50,};let rect2=R{with:10,length:40,};let rect3=R{with:35,length:55,};println!("{}",rect1.b(&rect2));println!("{}",rect1.b(&rect3));
}

因为我们只需要读取 rect2（而不是写入，这意味着我们需要一个不可变借用）

🥽关联函数

所有在 impl 块中定义的函数被称为 关联函数（associated functions），因为它们与 impl 后面命名的类型相关。我们可以定义不以 self 为第一参数的关联函数（因此不是方法），因为它们并不作用于一个结构体的实例。我们已经使用了一个这样的函数：在 String 类型上定义的 String::from 函数。
#[derive (Debug)]
struct  R{with:u32,length:u32,
}
impl R {fn area(&self) -> u32 {self.with*self.length
}fn b(&self,other:&R)->bool{self.with>other.with&&self.length>other.length}fn sq(size:u32) ->R{R{with:size,length:size,}}
}
fn main() {let s=R::sq(20);let rect1=R{with:30,length:50,};let rect2=R{with:10,length:40,};let rect3=R{with:35,length:55,};println!("{}",rect1.b(&rect2));println!("{}",rect1.b(&rect3));
}
使用结构体名和 :: 语法来调用这个关联函数
这个函数位于结构体的命名空间中：:: 语法用于关联函数和模块创建的命名空间。

🥽多个impl块

每个结构体都允许拥有多个 impl 块。

如：
impl Rectangle {fn area(&self) -> u32 {self.width * self.height}
}impl Rectangle {fn can_hold(&self, other: &Rectangle) -> bool {self.width > other.width && self.height > other.height}
}
意义不大，但不存在错误。