Rust 枚舉類

枚舉類在 Rust 中并不像其他編程語言中的概念那樣簡單,但依然可以十分簡單的使用:

實例

#[derive(Debug)]

enum Book {
    Papery, Electronic
}

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

運行結果:

Papery

書分為紙質書(Papery book)和電子書(Electronic book)。

如果你現在正在開發一個圖書管理系統,你需要描述兩種書的不同屬性(紙質書有索書號,電子書只有 URL),你可以為枚舉類成員添加元組屬性描述:

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

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

如果你想為屬性命名,可以用結構體語法:

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

雖然可以如此命名,但請注意,并不能像訪問結構體字段一樣訪問枚舉類綁定的屬性。訪問的方法在 match 語法中。

match 語法

枚舉的目的是對某一類事物的分類,分類的目的是為了對不同的情況進行描述。基于這個原理,往往枚舉類最終都會被分支結構處理(許多語言中的 switch )。 switch 語法很經典,但在 Rust 中并不支持,很多語言摒棄 switch 的原因都是因為 switch 容易存在因忘記添加 break 而產生的串接運行問題,Java 和 C# 這類語言通過安全檢查杜絕這種情況出現。

Rust 通過 match 語句來實現分支結構。先認識一下如何用 match 處理枚舉類:

實例

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);
        }
    }
}

運行結果:

Papery book 1001

match 塊也可以當作函數表達式來對待,它也是可以有返回值的:

match 枚舉類實例 {
    分類1 => 返回值表達式,
    分類2 => 返回值表達式,
    ...
}

但是所有返回值表達式的類型必須一樣!

如果把枚舉類附加屬性定義成元組,在 match 塊中需要臨時指定一個名字:

實例

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 除了能夠對枚舉類進行分支選擇以外,還可以對整數、浮點數、字符和字符串切片引用(&str)類型的數據進行分支選擇。其中,浮點數類型被分支選擇雖然合法,但不推薦這樣使用,因為精度問題可能會導致分支錯誤。

對非枚舉類進行分支選擇時必須注意處理例外情況,即使在例外情況下沒有任何要做的事 . 例外情況用下劃線 _ 表示:

實例

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

Option 枚舉類

Option 是 Rust 標準庫中的枚舉類,這個類用于填補 Rust 不支持 null 引用的空白。

許多語言支持 null 的存在(C/C++、Java),這樣很方便,但也制造了極大的問題,null 的發明者也承認這一點,"一個方便的想法造成累計 10 億美元的損失"。

null 經常在開發者把一切都當作不是 null 的時候給予程序致命一擊:畢竟只要出現一個這樣的錯誤,程序的運行就要徹底終止。

為了解決這個問題,很多語言默認不允許 null,但在語言層面支持 null 的出現(常在類型前面用 ? 符號修飾)。

Java 默認支持 null,但可以通過 @NotNull 注解限制出現 null,這是一種應付的辦法。

Rust 在語言層面徹底不允許空值 null 的存在,但無奈null 可以高效地解決少量的問題,所以 Rust 引入了 Option 枚舉類:

enum Option<T> {
    Some(T),
    None,
}

如果你想定義一個可以為空值的類,你可以這樣:

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

如果你想針對 opt 執行某些操作,你必須先判斷它是否是 Option::None

實例

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

運行結果:

Hello

如果你的變量剛開始是空值,你體諒一下編譯器,它怎么知道值不為空的時候變量是什么類型的呢?

所以初始值為空的 Option 必須明確類型:

實例

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

運行結果:

opt is nothing

這種設計會讓空值編程變得不容易,但這正是構建一個穩定高效的系統所需要的。由于 Option 是 Rust 編譯器默認引入的,在使用時可以省略 Option:: 直接寫 None 或者 Some()。

Option 是一種特殊的枚舉類,它可以含值分支選擇:

實例

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

if let 語法

實例

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

放入主函數運行結果:

zero

這段程序的目的是判斷 i 是否是數字 0,如果是就打印 zero。

現在用 if let 語法縮短這段代碼:

let i = 0;
if let 0 = i {
    println!("zero");
}

if let 語法格式如下:

if let 匹配值 = 源變量 {
    語句塊
}

可以在之后添加一個 else 塊來處理例外情況。

if let 語法可以認為是之區分兩種情況的 match 語句的"語法糖"(語法糖指的是某種語法的原理相同的便捷替代品)。

對于枚舉類依然適用:

實例

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");
    }
}