Rust 枚举类

枚举类在 Rust 中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:

实例

#[derive(Debug)]

enum Book {
    Papery, Electronic
}

fn main() {
    let book = Book::Papery;
    println!("{:?}", book);
}

运行结果:

Papery

书分为纸质书(Papery book)和电子书(Electronic book)。

如果你现在正在开发一个图书管理系统,你需要描述两种书的不同属性(纸质书有索书号,电子书只有 URL),你可以为枚举类成员添加元组属性描述:

enum Book {
    Papery(u32),
    Electronic(String),
}

let book = Book::Papery(1001);
let ebook = Book::Electronic(String::from("url://..."));

如果你想为属性命名,可以用结构体语法:

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

虽然可以如此命名,但请注意,并不能像访问结构体字段一样访问枚举类绑定的属性。访问的方法在 match 语法中。

match 语法

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:

实例

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

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:

实例

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

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

实例

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

Option 枚举类

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,
}

如果你想定义一个可以为空值的类,你可以这样:

let opt = Option::Some("Hello");

如果你想针对 opt 执行某些操作,你必须先判断它是否是 Option::None:

实例

fn main() {
    let opt = Option::Some("Hello");
    match opt {
        Option::Some(something) => {
            println!("{}", something);
        },
        Option::None => {
            println!("opt is nothing");
        }
    }
}

运行结果:

Hello

如果你的变量刚开始是空值,你体谅一下编译器,它怎么知道值不为空的时候变量是什么类型的呢?

所以初始值为空的 Option 必须明确类型:

实例

fn main() {
    let opt: Option<&str> = Option::None;
    match opt {
        Option::Some(something) => {
            println!("{}", something);
        },
        Option::None => {
            println!("opt is nothing");
        }
    }
}

运行结果:

opt is nothing

这种设计会让空值编程变得不容易,但这正是构建一个稳定高效的系统所需要的。由于 Option 是 Rust 编译器默认引入的,在使用时可以省略 Option:: 直接写 None 或者 Some()。

Option 是一种特殊的枚举类,它可以含值分支选择:

实例

fn main() {
        let t = Some(64);
        match t {
                Some(64) => println!("Yes"),
                _ => println!("No"),
        }
}

if let 语法

实例

let i = 0;
match i {
    0 => println!("zero"),
    _ => {},
}

放入主函数运行结果:

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。

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 语法可以认为是之区分两种情况的 match 语句的"语法糖"(语法糖指的是某种语法的原理相同的便捷替代品)。

对于枚举类依然适用:

实例

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");
    }
}


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