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WTF Rust 极简入门: 基础类型

在这一章节中，我们将通过具有详细说明的实例，探索 Rust 中的基础语法元素。我们会覆盖变量和可变性、数据类型（包括标量和复合类型）。

变量和可变性

在 Rust 中，变量默认是不可变的。这意味着一旦值被赋予一个变量，你就不能更改这个值。不过，你可以使用 mut 关键字来使变量可变。

不可变变量

let x = 5;
println!("The value of x is: {}", x);
// x = 6; // 这行会导致编译错误，因为 x 不可变
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可变变量

let mut y = 5;
println!("The value of y is: {}", y);
y = 6; // 这是允许的，因为 y 是可变的
println!("The value of y is: {}", y);
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数据类型

Rust是静态类型语言，意味着所有的变量类型都必须在编译时已知。编译器通常可以根据值和使用方式推导出类型，Rust 数据类型大致可以分为两大类：标量和复合类型。

标量类型

标量类型代表单一值。如前面所提到的，Rust 有四种基本的标量类型：整数、浮点数、布尔值和字符。

整数

整数是没有小数部分的数字。在 Rust 中，整数类型分为有符号和无符号两种。例如，你之前见过的i32类型代表有符号的32位整数（i是英文单词integer的首字母，意味着整数）。与之对应的是u前缀，代表无符号（unsigned）类型。以下是 Rust 中可用的内置整数类型：

对于有符号类型，其规定的数字范围是-(2^(n-1))到2^(n-1) - 1，其中n是位数。例如，i8可以存储的数字范围从-128到127。而无符号类型的范围是从0到2^n - 1，因此u8的范围是从0到255。

至于isize和usize，它们的大小取决于运行程序的计算机 CPU 类型：如果 CPU 是32位的，它们就是32位；如果 CPU 是64位的，那么它们就是64位。

整数的表述方法有以下几种：

• 十进制：没有前缀，例如98_222（_用于提高可读性，没有实际值）
• 十六进制：0x前缀，例如0xff
• 八进制：0o前缀，例如0o77
• 二进制：0b前缀，例如0b1111_0000
• 字节（仅限于u8类型）：b'前缀，例如b'A'

let x: i32 = -123;
let y: u32 = 123;
println!("x is {}, y is {}", x, y);
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浮点数

Rust提供了两种精度的浮点类型：单精度f32和双精度f64。默认情况下，浮点数类型是f64，因为它同时提供了很好的精度和速度。

let x = 2.0; // 此处没有指定类型，编译器自动推导出 x 类型是f64(默认的float)
let y: f32 = 3.0; // 显式声明为 f32
println!("x is {}, y is {}", x, y);

let x1 = 2.0; // 此处没有指定类型，但是下面语句x1和一个f32类型做加法运算，编译器自动推导出x1类型是f32
let y1: f32 = 3.0; // 显式声明为 f32
let z1 = x1 + y1;
println!("x1 is {}, y1 is {} z1 is {}", x1, y1, z1);
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布尔值

let t = true;
let f: bool = false; // 显式类型声明
println!("t is {}, f is {}", t, f);
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字符

字符，由于 Unicode 都是 4 个字节编码，因此字符类型也是占用 4 个字节：

let c = 'z';
let z = 'ℤ';
let heart_eyed_cat = '';
println!("c is {}, z is {}, heart_eyed_cat is {}", c, z, heart_eyed_cat);
println!("字符'c'占用了{}字节的内存大小",std::mem::size_of_val(&c));
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在 Rust 中，String 字符串类型的长度取决于使用的编码集，默认情况下，Rust 使用 UTF-8 编码，一个字符占用 1～4 个字节，而 char 字符类型占用 4 个字节的存储空间，即使有些字符在特定编码集下只需要 1～3 个字节表示，Rust 也会将其扩展为 4 个字节。这样做的好处是:

• 保证所有 char 值在内存中占用固定大小，有利于内存对齐和访问效率。
• 避免编码转换开销，直接使用 4 字节值可以高效处理字符。
• 足够表示 Unicode 标量值所需的全部码位，确保未来的兼容性。

复合类型

复合类型可以将多个值组成一个类型。Rust 主要包括元组（tuple）和数组（array）两种复合类型。

元组

元组是将多种类型的多个值组合到一个复合类型中的一种基本方式, 长度是固定的。

let tup: (i32, f64, u8, char) = (-500, 6.4, 1, 'z');
let (w, x, y, z) = tup; // 解构元组
println!("The value of x is: {}", x);
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静态数组

将多个值组合在一起的另一种方式就是使用数组。与元组不同，数组的每个元素必须具有相同的类型，数组的长度也是固定的。

let a = [1, 2, 3, 4, 5];
let first = a[0];
let second = a[1];
println!("The first element is {}, the second element is {}", first, second);
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总结

这一章主要学习了 Rust 的基本数据类型，整数、浮点数、布尔值、字符四种基本的标量类型，元组、静态数组两种复合类型。