Rust指南枚举类与模式匹配详解

更新时间：2022年09月08日 14:37:45 作者：微凉秋意

这篇文章主要介绍了Rust指南枚举类与模式匹配精讲,枚举允许我们列举所有可能的值来定义一个类型，枚举中的值也叫变体，今天通过一个例子给大家详细讲解，需要的朋友可以参考下

前言

书接上文，本篇博客分享的是Rust 枚举类与模式匹配 的知识。作为安全性强的语言，Rust 的枚举类并不像其他编程语言中的概念那样简单，但依然可以十分简单的使用。

1、Rust基本枚举类语法

枚举允许我们列举所有可能的值来定义一个类型，枚举中的值也叫变体

1.1、定义枚举

我们举一个例子：

IP地址：IPV4、IPV6

enum IpAddrKind{
	V4,
	V6
}

接收枚举值

let four=IpAddrKind::V4;
let six=IpAddrKind::V6;

枚举的变体都位于标识符的命名空间下，使用::进行分割

1.2、将数据附加到枚举的变体中

形式如下：

enum IpAddr{
	V4(String),
	V6(String)
}

优点：

不需要额外使用struct来确定类型
每个变体可以拥有不同的类型以及关联的数据量

例如：

#[derive(Debug)]
enum IpAddrKind {
    V4(u8,u8,u8,u8),
    V6(String)
}

fn main() {
    let home=IpAddrKind::V4(127, 0, 0, 1);
    let loopback=IpAddrKind::V6(String::from("这是IPV6"));
    println!("{:?}\n{:?}",home,loopback);
}

运行效果：

#[derive(Debug)]作为Rust提供的调试库是可以直接输出结构体和枚举类型的
但是注意占位符只能使用{:?}
标准库中的IpAddr

struct IpV4Addr{
    //--snip--
}
struct IpV6Addr{
    //--snip--
}

enum IpAddr {
    V4(IpV4Addr),
    V6(IpV6Addr)
}

1.3、变体的多种嵌套方式

enum Message {
    Quit,
    Move {x:i32,y:u32},
    Write(String),
    ChangeColor(i32,i32,i32)
}

fn main() {
    let q=Message::Quit;
    let m=Message::Move { x: 6, y: 12 };
    let w=Message::Write(String::from("hello_world"));
    let c=Message::ChangeColor(255, 255, 0);
}

在这段代码中枚举类变体一共有四种数据类型：

不带关联数据Quit
匿名结构体Move
字符串类型Write
匿名元组结构体ChangeColor

1.4、定义枚举方法

和结构体方法类似，使用impl关键字：

impl Message{
	fn call(&self){}
}

这里就不具体实现了，此时枚举的所有变体都可以调用call方法，例如q.call();

2、Option枚举

2.1、引入Option枚举解决控制问题

Option 是 Rust 标准库中的枚举类，这个类用于填补 Rust 不支持 null 引用的空白。
许多语言支持 null 的存在（C/C++、Java），这样很方便，但也制造了极大的问题，null 的发明者也承认这一点，“一个方便的想法造成累计 10 亿美元的损失”。
null 经常在开发者把一切都当作不是 null 的时候给予程序致命一击：毕竟只要出现一个这样的错误，程序的运行就要彻底终止。
为了解决这个问题，很多语言默认不允许 null，但在语言层面支持 null 的出现（常在类型前面用 ? 符号修饰）。
Java 默认支持 null，但可以通过 @NotNull 注解限制出现 null，这是一种应付的办法。

Rust 在语言层面彻底不允许空值 null 的存在，但无奈null 可以高效地解决少量的问题，所以 Rust 引入了 Option 枚举类：

enum Option<T>{
	Some(T),
	None
}

2.2、枚举类的具体使用

枚举类包含在预导入模块中（Prelude），可直接使用：

let some_number=Some(5);
let some_string=Some("a string")

let absent:Option<&str>=None;

注意：

编译器无法推断None是什么类型，所以一定要显示声明
由于absent属于None的变体，因此是无效数据，也就是null

3、match控制流运算符

枚举的目的是对某一类事物的分类，分类的目的是为了对不同的情况进行描述。
基于这个原理，往往枚举类最终都会被分支结构处理（许多语言中的 switch ）。
switch 语法很经典，但在 Rust 中并不支持，很多语言摒弃 switch 的原因都是因为 switch 容易存在因忘记添加 break 而产生的串接运行问题，Java 和 C# 这类语言通过安全检查杜绝这种情况出现。

Rust 通过 match 语句来实现分支结构。先认识一下如何用 match 处理枚举类：

fn main() {
    enum Book {
        Papery {index: u32},
        Electronic {url: String},
    }
   
    let book = Book::Papery{index: 1001};
    let ebook = Book::Electronic{url: String::from("url...")};
   
    match book {
        Book::Papery { index } => {
            println!("Papery book {}", index);
        },
        Book::Electronic { url } => {
            println!("E-book {}", url);
        }
    }
}
//运行结果：Papery book 1001

这是由于book属于Papery的变体，因此会执行第一个打印语句

match 块也可以当作函数表达式来对待，它也是可以有返回值的：

match 枚举类实例 {
    分类1 => 返回值表达式,
    分类2 => 返回值表达式,
    ...
}

但是要谨记：所有返回值表达式的类型必须一样！

如果把枚举类附加属性定义成元组，在 match 块中需要临时指定一个名字：

enum Book {
    Papery(u32),
    Electronic {url: String},
}
let book = Book::Papery(1001);

match book {
    Book::Papery(i) => {
        println!("{}", i);
    },
    Book::Electronic { url } => {
        println!("{}", url);
    }
}

变体Papery指定了i变量，Electronic指定了url

match 除了能够对枚举类进行分支选择以外，还可以对整数、浮点数、字符和字符串切片引用（&str）类型的数据进行分支选择。其中，浮点数类型被分支选择虽然合法，但不推荐这样使用，因为精度问题可能会导致分支错误。

对非枚举类进行分支选择时必须注意处理例外情况，即使在例外情况下没有任何要做的事。例外情况用下划线 _ 表示：

fn main() {
    let t = "abc";
    match t {
        "abc" => println!("Yes"),
        _ => {},
    }
}

4、if let 语法

通过一个简单的流程控制代码理解此部分知识：

let i = 0;
match i {
    0 => println!("zero"),
    _ => {},
}
//主函数中运行结果：zero

这段程序的目的是判断 i 是否是数字 0，如果是就打印 zero。

那么现在用 if let 语法缩短这段代码：

let i = 0;
if let 0 = i {
    println!("zero");
}

if let 语法格式如下：

if let 匹配值 = 源变量 {
    语句块
}

可以在之后添加一个 else 块来处理例外情况。

if let 语法可以认为是只区分两种情况的 match 语句的"语法糖"

在枚举类中的使用：

fn main() {
    enum Book {
        Papery(u32),
        Electronic(String)
    }
    let book = Book::Electronic(String::from("url"));
    if let Book::Papery(index) = book {
        println!("Papery {}", index);
    } else {
        println!("Not papery book");
    }
}
//运行结果：Not papery book

Rust 枚举类和模式匹配的知识就分享到这里了，期待你的鼓励，这将是我创作的不竭动力！

到此这篇关于Rust指南枚举类与模式匹配精讲的文章就介绍到这了,更多相关Rust枚举类与模式匹配内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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