第4章 数据结构卷宗
第 4 章 · 数据结构卷宗
本章要回答的三个问题：自定义类型怎么建、怎么初始化？枚举加模式匹配为什么被称为 Rust 的表达力核心？常用集合各适合什么案情？
为什么会有这一章
前面章节的"物证"都是零散值。真实案件的证据要装袋、编目、入库：结构体是档案袋，把相关字段钉在一起；枚举是案由分类，把"互斥的几种情况"建成类型；集合是保管室，管理成批的堆上数据。本章还有一个暗线——每种数据结构都在与所有权法庭对接：字段持有所有权，移动语义随之而来。
读完能解决什么
- 用结构体建模领域数据，写关联函数与实现方法；
- 用枚举加 match 处理互斥分支，消除非法状态；
- 按访问模式选 Vec、String、HashMap，并理解它们的产权行为。
各节怎么分工
| 节 | 回答哪个问题 | 关键产出 |
|---|---|---|
| 4.1 结构体 | 固定字段怎么组织 | 方法语法、字段更新简写 |
| 4.2 枚举与模式匹配 | 互斥情况怎么建型 | Option 判例、match 穷尽性 |
| 4.3 集合类型 | 批量数据存哪 | 三大集合选型表、所有权联动 |
先决条件
- 第 3 章所有权与借用法条（本章处处引用）；
- 第 2 章的类型清单。
往下走到哪
第 5 章给这些数据结构"立法"：Trait 定义共同行为契约，泛型让一份结构适配多种类型。
本章判例速查
数据结构章的报错集中在"产权"与"索引"两条线上，速查如下。
| 报错/现象 | 案情 | 修法方向 |
|---|---|---|
| E0382 + 更新语法 | ..old 移走了堆字段 |
逐字段 clone |
| E0502 + HashMap | get 之后 insert 借用重叠 | 改用 entry |
| E0600 | 字符串按整数索引 | chars().nth / 切片 |
| panic 切片越界 | 字节边界切开字符 | 用 char_indices 定边界 |
| E0004 | match 漏形态 | 补分支，慎用 _ |
结构选择的思考次序
面对新数据先问三个问题，答案基本决定容器与枚举的选型。一问"缺席是常态吗"——是则 Option 进字段类型，不要用空串、零值当哨兵；二问"形态可枚举吗"——可则上 enum，把非法状态设计成写不出来；三问"查找键是什么"——无键用 Vec，有键看是否要有序。这三问覆盖了业务建模八成的容器决策，剩下的两成（嵌套、图状结构）留到 trait 对象与智能指针章节再议。
与下一章的衔接
本章的 struct 与 enum 还只是"数据卷宗"，行为散落在各个使用现场。第 5 章的 trait 给卷宗配上一致的"操作规程"：不同类型只要实现同一 trait，就能被同一段泛型代码处理。衔接点是 derive——#[derive(Debug)] 已经是 trait 系统的第一次出勤，下一章解释它背后到底发生了什么。
建模自查三问
给任何业务实体建模前过一遍：缺席是常态吗（Option 进字段）；形态可枚举吗（enum 替代布尔组合与魔法值）；容器按哪个键访问（Vec/Deque/HashMap/BTreeMap 按序、键、有序键选）。三问答完，struct 与 enum 的形状基本自动浮现，剩下的只是 derive 清单与 impl 组织——而那是第 5 章的辖区。本章的判例速查表建议常备手边，字符串字节边界与 entry 改写两条在实际项目里出勤率最高。
三道自测题
一问：结构体更新语法 ..old 之后 old 还完整吗？答：Copy 字段完好、堆字段已移动，整体处于部分移动状态。二问：Vec<Option<T>> 与 HashMap<K,T> 表达缺席的差异？答：前者是"位置存在内容可能空"，后者是"键不存在即缺席"，语义分界在位置是否有意义。三问：HashMap 遍历输出顺序稳定吗？答：不稳定，需要有序遍历换 BTreeMap。三题对答如流，建模与容器的选型手感即告成型。