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数据类型

在 Rust 中，数据类型可以分为两类：基本数据类型（Primitive Types）和复合数据类型（Compound Types）。

提示
  • Rust 是静态编译语言，在编译时必须知道所有变量的类型。
    • 基于使用的值，编译器通常能推断出类型。
    • 但如果可能的类型比较多（例如把 String 转整数的 parse 方法），就必须添加类型的标注，否则编译会报错

基本数据类型（Primitive Types）：​

整数类型（Integer Types）：​

  • i8、i16、i32、i64、i128：有符号整数类型，分别表示 8、16、32、64 和 128 位的有符号整数。
  • u8、u16、u32、u64、u128：无符号整数类型，分别表示 8、16、32、64 和 128 位的无符号整数。
  • isize、usize：分别表示有符号和无符号整数，其大小取决于运行平台的位数。
提示
  • 有符号范围：
    • $2^n - 1$ 到 $2^n-1 -1$
  • 无符号范围：
    • 0到 $2^n - 1$
提示

整数溢出 -例如：U8 的范围是 0-255，如果你把一个 U8 变量的值设次256，那么：

  • 调试模式下编译：Rust 会检查整数溢出，如果发生溢出，程序在运行时就会 panic -发布模式下（-release）编译：Rust 不会检查可能导致 panic 的整数溢出
    • 如果溢出发生：Rust 会执行“环绕”操作：
      • 256变成O，257变成1.
    • 但程序不会 panic

浮点数类型（Floating-Point Types）：​

  • Rust 有两种基础的浮点类型，也就是含有小数部分的类型
    • f32，32位，单精度
    • f64，64位，双精度
  • Rust的浮点类型使用了 IEEE-754 标准来表述
  • f64 是默认类型，因为在现代 CPU 上f64 和 f32的速度差不多，而且精度更高。

布尔类型（Boolean Type）：​

  • bool：表示布尔值，只能是 true 或 false。一个字节大小。

字符类型（Character Type）：​

  • char：表示 Unicode 字符，占 4 个字节。
提示
  • Rust 中的 char 是一个 32 位的 Unicode 标量，能够表示所有 Unicode 字符。
  • JavaScript 没有原生的 char 类型，字符实际上是 UTF-16 编码的字符串。单个字符可能占用 2 或 4 字节。

空类型（The Unit Type）：​

  • ()：也称为 unit 类型，表示空元组。

复合数据类型（Compound Types）：​

  1. 数组类型（Array Type）：

    • [T; N]：表示包含 N 个元素、每个元素类型为 T 的数组。

  2. 元组类型（Tuple Type）：

    • (T1, T2, ..., Tn)：表示一个由多个不同类型的值组成的元组。

  3. 切片类型（Slice Type）：

    • [T]：表示一个动态大小的数据序列切片，通常用于引用数组的一部分。

  4. 引用类型（Reference Type）：

    • &T：表示对值的借用（引用），允许在不传递所有权的情况下访问值。
    • &mut T：可变引用类型，允许通过引用修改值。

  5. 指针类型（Pointer Type）：

    • *const T：不可变原始指针类型。
    • *mut T：可变原始指针类型。

以上就是 Rust 中常见的数据类型，每种类型都有其特定的用途和限制。对于更复杂的数据结构，Rust 还提供了诸如枚举、结构体和 trait 等机制来支持。

FAQ？​

Q1：标量类型和复合类型有什么区别？

标量类型（scalar）表示单个值，如整数、浮点数、布尔、字符；复合类型（compound）则将多个值组合在一起，如元组 (T1, T2) 和数组 [T; N]。Rust 中的标量类型默认 Copy，而复合类型只有在所有成员都 Copy 时才会自动 Copy。

Q2：&str 和 String 有什么区别？

String 是堆上分配、可变、拥有所有权的字符串类型；&str 是对字符串数据的引用（切片），不可变且不拥有所有权。&str 可以指向堆上的 String 内容，也可以指向字符串字面量（存储在二进制段中）。通常函数参数使用 &str 以兼顾两种情况。

Q3：数组和元组的区别是什么？

数组 [T; N] 要求所有元素类型相同且长度固定；元组 (T1, T2, ...) 允许不同类型，长度也固定。两者长度在编译期确定。元组常用于返回多个值，数组常用于同构集合。

Q4：Copy trait 何时会自动实现？

当类型的所有成员都实现了 Copy（如基本类型、不含堆数据的元组/数组），编译器会自动为该类型实现 Copy，赋值时按位拷贝而非移动所有权。一旦类型包含 String、Vec、Box 等拥有堆数据的类型，就不会自动 Copy，赋值时发生所有权转移。可通过 #[derive(Copy, Clone)] 显式为自定义类型实现，前提是其所有字段都已 Copy。