Rust编程指南：结构体的定义与使用详解

Rust编程指南：结构体的定义与使用详解

trpl-zh-cn Rust 程序设计语言（2021 edition 施工中） 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/tr/trpl-zh-cn

什么是结构体

结构体(struct)是Rust中一种自定义数据类型，它允许你将多个相关值组合在一起，形成一个有意义的组合。结构体中的每个数据片段称为字段(field)，每个字段都有自己的名称和类型。

结构体的基本定义

定义一个结构体需要使用struct关键字，后跟结构体名称和大括号包裹的字段列表：

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

这个User结构体有四个字段：

• username和email是String类型
• sign_in_count是无符号64位整数
• active是布尔值

结构体实例化

创建结构体实例需要为每个字段指定具体值：

let user1 = User {
    email: String::from("someone@example.com"),
    username: String::from("someusername123"),
    active: true,
    sign_in_count: 1,
};

注意：

1. 字段顺序不必与定义时一致
2. 必须为所有字段赋值
3. 实例默认是不可变的，如需修改需声明为可变

访问和修改结构体字段

使用点号(.)访问结构体字段：

println!("User email: {}", user1.email);

对于可变实例，可以修改字段值：

let mut user1 = User { /* ... */ };
user1.email = String::from("newemail@example.com");

结构体的实用特性

1. 字段初始化简写

当变量名与字段名相同时，可以简化初始化：

fn build_user(email: String, username: String) -> User {
    User {
        email,    // 等同于 email: email
        username, // 等同于 username: username
        active: true,
        sign_in_count: 1,
    }
}

2. 结构体更新语法

基于已有实例创建新实例时，可以使用..语法：

let user2 = User {
    email: String::from("another@example.com"),
    ..user1
};

这表示user2除email外，其他字段值与user1相同。

注意：这种语法会移动数据，可能导致原实例部分或全部失效。

特殊结构体类型

1. 元组结构体

元组结构体没有命名字段，只有字段类型：

struct Color(i32, i32, i32);
struct Point(i32, i32, i32);

let black = Color(0, 0, 0);
let origin = Point(0, 0, 0);

特点：

• 提供类型安全性（不同元组结构体是不同类型）
• 可以通过索引访问字段（如black.0）
• 可以解构（let Color(r, g, b) = black;）

2. 类单元结构体

没有任何字段的结构体，类似于unit类型()：

struct AlwaysEqual;

let subject = AlwaysEqual;

主要用于实现trait而不需要存储数据的情况。

结构体数据所有权

结构体可以：

1. 拥有自己的数据（使用String等拥有所有权的类型）
2. 借用数据（使用引用，但需要生命周期标注）

初学者建议先使用拥有所有权的类型，避免复杂的生命周期问题。

实际应用建议

1. 使用结构体组织相关数据，提高代码可读性
2. 合理使用字段初始化简写和更新语法减少重复代码
3. 根据需求选择普通结构体、元组结构体或类单元结构体
4. 注意可变性和所有权规则，避免意外移动数据

结构体是Rust中构建复杂数据类型的基础，合理使用可以使代码更加清晰和易于维护。

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