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Rust编程语言入门教程（六）变量与可变性

news 来源：原创 2025/9/19 22:43:06

Rust 系列

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Rust 系列
引言
一、变量与可变性
二、变量与常量
- shadowing
三、标量和复合类型
- （一）标量类型
- - ①整数类型（默认类型 i32）
  - ②浮点类型（默认 f64）
  - ③布尔类型
  - ④字符类型
- （二）复合类型
- - ①元组(Tuple)
  - ②数组
总结

引言

在 Rust 中，变量默认是不可变的，这种设计有助于防止程序中的意外修改，从而提高代码的安全性和可维护性。通过使用 mut 关键字，可以将变量声明为可变，从而允许在程序运行时修改其值。此外，Rust 提供了常量、标量类型（如整数、浮点数、布尔值和字符）以及复合类型（如元组和数组），这些特性为开发者提供了灵活而强大的工具来构建高效、安全的程序。

一、变量与可变性

声明变量使用 let 关键字默认情况下，变量是不可变的 (Immutable)
不可变的变量不能进行二次赋值。
在这里插入图片描述

运行cargo run
可以发现会报错的。
在这里插入图片描述

加上mut就好啦。声明变量时，在变量前面加上mut，就可以使变量可变。
在这里插入图片描述

cargo run 运行这个警告是说还没有引用 x 变量。
在这里插入图片描述

二、变量与常量

常量(constant)，常量在绑定值以后也是不可变的，但它与不可变的变量有很多区别:

不可以使用mut，常量永远都是不可变的
声明常量使用const 关键字，它的类型必须被标注
常量可以在任何作用域内进行声明，包括全局作用域
常量只可以绑定到常量表达式，无法绑定到函数的调用结果或只能在运行时才能计算出的值

在程序运行期间，常量在其声明的作用域内一直有效。
命名规范: Rust 里常量使用全大写字母，每个单词之间用下划线分开，
例如:
MAX POINTS
const MAX_POINTS : u32 = 100_000; //下划线 _ 增强可读性

shadowing

可以使用相同的名字声明新的变量，新的变量就会 shadow(隐藏) 之前声明的同名变量

在后续的代码中这个变量名代表的就是新的变量(例子)
shadow 和 把变量标记为 mut 是不一样的:
如果不使用 let 关键字，那么重新给非 mut 的变量赋值会导致编译时错误，
而使用 let 声明的同名新变量，也是不可变的.
使用 let 声明的同名新变量，它的类型可以与之前不同

三、标量和复合类型

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，编译器通常能够推断出它的具体类型
但如果可能的类型比较多(例如把 String 转为整数的 parse 方法)，就必须添加类型的标注，否则编译会报错。
这个 u32 是需要写的，不然编译器或者 parse 方法不知道要把 “42” 字面值解析成哪种整数类型。

（一）标量类型

一个标量类型代表一个单个的值Rust有四个主要的标量类型:

①整数类型（默认类型 i32）

整数类型没有小数部分
例如 u32就是一个无符号的整数类型，占据32位的空间
无符号整数类型以U开头
有符号整数类型以i 开头

Rust 的整数类型列表如图:
在这里插入图片描述

每种都分 i 和 u，以及固定的位数
有符号范围:
-（2的n次方 - 1） 到 2的n次方 - 1
无符号范围：
0 到 2的n次方 - 1

isize 和 usize 类型
isize 和 usize 类型的位数由程序运行的计算机的架构所决定:

如果是64位计算机，那就是64位的
使用 isize 或 usize的主要场景是对某种集合进行索引操作。

整数字面值

除了byte 类型外，所有的数值字面值都允许使用类型后缀。
例如 57 u8
如果你不太清楚应该使用那种类型，可以使用Rust 相应的默认类型:
整数的默认类型就是 i32
总体上来说速度很快，即使在64位系统中。

整数溢出

例如: u8 的范围是 0-255，如果你把一个 u8 变量的值设为 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 0，257 变成 1 …
但程序不会 panic。

②浮点类型（默认 f64）

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

③布尔类型

Rust的布尔类型也有两个值: true 和 false
一个字节大小
符号是 pool

④字符类型

Rust 语言中 char 类型被用来描述语言中最基础的单个字符。
字符类型的字面值使用单引号
占用4字节大小
是 Unicode 标量值，可以表示比 ASCIl 多得多的字符内容:拼音、中日韩文、零长度空白字符、emoji 表情等。
U+0000 到 U+D7FF
U+E000 到 U+10FFFF
但 Unicode 中并没有 “字符” 的概念，所以直觉上认为的字符也许与 Rust 中的概念并不相符。

（二）复合类型

复合类型可以将多个值放在一个类型里Rust 提供了两种基础的复合类型:

①元组(Tuple)

Tuple 可以将多个类型的多个值放在一个类型里
Tuple 的长度是固定的：一旦声明就无法改变

创建 Tuple

在小括号里，将值用逗号分开
Tuple 中的每个位置都对应一个类型，Tuple 中各元素的类型不必相同

x y z 分别对应 500，6.4, 1
在这里插入图片描述

访问 Tuple 的元素
在 tuple 变量使用点标记法，后接元素的索引号

在这里插入图片描述

②数组

数组也可以将多个值放在一个类型里
数组中每个元素的类型必须相同
数组的长度也是固定的: 一旦声明就无法改变

声明一个数组
在中括号里，各值用逗号分开。

数组的用处

如果想让你的数据存放在stack(栈)上而不是 heap(堆)上，或者想保证有固定数量的元素，这时使用数组更有好处
数组没有 Vector 灵活
Vector和数组类似，它由标准库提供
Vector 的长度可以改变
如果你不确定应该用数组还是 Vector，那么估计你应该用 Vector。

数组的类型
[类型：长度]
例如： let a: [i32; 5] = [1, 2, 3, 4, 5];

另一种声明数组的方法：
如果数组的每个元素值都相同，那么可以在在中括号里指定初始值，然后是一个“ ; ” ,最后是数组的长度
例如:let a = [3; 5]; 它就相当于：let a = [3, 3, 3, 3, 3]；

访问数组的元素

数组是 Stack上分配的单个块的内存
可以使用索引来访问数组的元素
如果访问的索引超出了数组的范围，那么:
编译会通过
运行会报错(runtime 时会panic)。
Rust不会允许其继续访问相应地址的内存