Rust中的Enum與Struct示例詳解
更新時(shí)間：2025年10月27日 09:37:41 作者：alwaysrun
在 Rust 中,struct（結(jié)構(gòu)體）和enum（枚舉）是兩種核心的自定義類(lèi)型,分別用于組合相關(guān)數(shù)據(jù)和表示互斥的可能性,這篇文章主要介紹了Rust中的Enum與Struct示例,需要的朋友可以參考下
在 Rust 中，struct（結(jié)構(gòu)體）和enum（枚舉）是兩種核心的自定義類(lèi)型，分別用于組合相關(guān)數(shù)據(jù)和表示互斥的可能性。
結(jié)構(gòu)體struct
struct用于將多個(gè)相關(guān)的值組合在一起，形成一個(gè)有意義的組
具名結(jié)構(gòu)體(named strcut)
最常用的結(jié)構(gòu)體形式，字段有明確的名稱(chēng)，可讀性強(qiáng)，適合數(shù)據(jù)含義明確的場(chǎng)景。
- 字段默認(rèn)私有（僅當(dāng)前模塊內(nèi)可見(jiàn)）
- 通過(guò)impl實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)函數(shù)（方法）
- 通過(guò)
..實(shí)現(xiàn)賦值（所有未指定的字段，全部替換為…對(duì)應(yīng)變量中的）：若字段為移動(dòng)語(yǔ)義，所有權(quán)被移走 - 通過(guò)trait實(shí)現(xiàn)多態(tài)（參見(jiàn)《Rust中的特征Trait》）
use std::fmt;
pub struct Person {
pub name: String,
age: u8,
active: bool,
}
impl fmt::Display for Person {
fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
write!(f, "Person {{ name: {}, age: {}, active: {} }}", self.name, self.age, self.active)
}
}
fn main() {
let alice = Person { name: String::from("Alice"), age: 30, active: true };
let mike = Person { name: String::from("Mike"), ..alice };
println!("person: {}", mike);
// 解結(jié)構(gòu)與..
let Person { name, .. } = mike;
println!("name: {}", name);
}可見(jiàn)性
默認(rèn)為私有，可通過(guò)pub修飾符修改：
| 修飾符 | 可見(jiàn)范圍 | 說(shuō)明 |
|---|---|---|
pub | 全局可見(jiàn)（跨 crate） | 完全公開(kāi) |
pub(crate) | 整個(gè)當(dāng)前 crate 內(nèi)可見(jiàn) | 庫(kù)內(nèi)部共享 |
pub(super) | 父模塊可見(jiàn) | 子模塊輔助函數(shù) |
pub(in path) | 指定模塊路徑內(nèi)可見(jiàn) | 最靈活的控制 |
| （無(wú)修飾） | 當(dāng)前模塊私有 | 默認(rèn)私有 |
trait(繼承/多態(tài))
Rust 沒(méi)有傳統(tǒng) OOP 的類(lèi)繼承（沒(méi)有基類(lèi)/子類(lèi)）。用 trait + impl 來(lái)實(shí)現(xiàn)接口/多態(tài)。
trait定義方法簽名集合，實(shí)現(xiàn)trait的類(lèi)必須提供所有對(duì)應(yīng)方法：
- 靜態(tài)分發(fā)（
T: Trait）在編譯期確定具體類(lèi)型（單態(tài)化，性能好）。 - 動(dòng)態(tài)分發(fā)（
&dyn Trait或Box<dyn Trait>）通過(guò)虛函數(shù)表(vtable)，在運(yùn)行時(shí)分發(fā)（適合異構(gòu)集合/插件式架構(gòu)）。
trait Drawable {
fn draw(&self);
}
struct Circle { radius: f64 }
struct Square { side: f64 }
impl Drawable for Circle {
fn draw(&self) { println!("circle r={}", self.radius); }
}
impl Drawable for Square {
fn draw(&self) { println!("square s={}", self.side); }
}
// 靜態(tài)分發(fā)（泛型）
fn draw_all<T: Drawable>(items: &[T]) {
for item in items { item.draw(); }
}
// 動(dòng)態(tài)分發(fā)（trait object）
fn draw_box(items: &[Box<dyn Drawable>]) {
for item in items { item.draw(); }
}泛型與生命周期
結(jié)構(gòu)體可以是泛型的（參見(jiàn)《Rust中的泛型Generics》），也可以帶生命周期參數(shù)。
struct Holder<'a, T> { r: &'a T, val: T }
struct Pair<T, U>(T, U);泛型說(shuō)明：
| 特性 | 說(shuō)明 |
|---|---|
struct Point<T> | 定義泛型結(jié)構(gòu)體 |
impl<T> Point<T> | 為所有類(lèi)型實(shí)現(xiàn)方法 |
impl Point<i32> | 為特定類(lèi)型實(shí)現(xiàn)方法 |
T: Display | 泛型約束，要求類(lèi)型實(shí)現(xiàn)Displaytrait |
where T: Clone, U: Debug | 泛型約束，更清晰的約束語(yǔ)法 |
元組結(jié)構(gòu)體(tuple struct)
字段沒(méi)有名稱(chēng)，僅通過(guò)位置區(qū)分，適合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、字段含義可通過(guò)位置推斷的場(chǎng)景。
// 元組結(jié)構(gòu)體：通過(guò)位置區(qū)分（x, y）
struct Point(i32, i32);
// 創(chuàng)建實(shí)例
let p1 = Point(3, 4);
// 訪問(wèn)字段（通過(guò)索引）
println!("x坐標(biāo)：{}", p1.0); // 輸出：x坐標(biāo)：3單元結(jié)構(gòu)體(unit struct)
一種不包含任何字段的結(jié)構(gòu)體。它的定義形式類(lèi)似于一個(gè)“空”的結(jié)構(gòu)體：
- 在內(nèi)存中不占用任何空間（
size_of::<UnitStruct>() == 0） - 主要用于標(biāo)記類(lèi)型（表示 “存在性” 而非 “數(shù)據(jù)”）
// 定義狀態(tài)
pub struct Locked;
pub struct Unlocked;
// 門(mén)的結(jié)構(gòu)，使用泛型參數(shù)表示狀態(tài)
pub struct Door<TState> {
id: u32,
_state: std::marker::PhantomData<TState>,
}
// 只有 Locked 狀態(tài)才能解鎖
impl Door<Locked> {
fn unlock(self) -> Door<Unlocked> {
println!("門(mén) {} 已解鎖", self.id);
Door {
id: self.id,
_state: std::marker::PhantomData,
}
}
}
// 只有 Unlocked 狀態(tài)才能打開(kāi)
impl Door<Unlocked> {
fn open(&self) {
println!("門(mén) {} 打開(kāi)", self.id);
}
fn lock(self) -> Door<Locked> {
println!("門(mén) {} 已上鎖", self.id);
Door {
id: self.id,
_state: std::marker::PhantomData,
}
}
}
pub fn test_door() {
let door = Door::<Locked> {
id: 101,
_state: std::marker::PhantomData,
};
let door = door.unlock(); // 狀態(tài)轉(zhuǎn)換
door.open(); // Unlocked 狀態(tài)可以打開(kāi)
let door = door.lock(); // 重新上鎖
}枚舉(enum)
枚舉的核心作用是定義一個(gè)類(lèi)型，其值是有限的、互斥的幾種可能變體（variants）之一。每個(gè)變體可以關(guān)聯(lián)不同類(lèi)型和數(shù)量的數(shù)據(jù)。
枚舉通過(guò)enum關(guān)鍵字定義，每個(gè)變體可以是 “空” 的，也可以攜帶數(shù)據(jù)（類(lèi)似元組或結(jié)構(gòu)體）。
// 定義枚舉：消息類(lèi)型
enum Message {
Quit, // 無(wú)數(shù)據(jù)：退出消息
Move { x: i32, y: i32 }, // 具名數(shù)據(jù)：移動(dòng)到(x,y)
Write(String), // 元組數(shù)據(jù)：寫(xiě)入文本
ChangeColor(i32, i32, i32), // 元組數(shù)據(jù)：修改顏色（RGB）
}
// 創(chuàng)建枚舉實(shí)例
let msg1 = Message::Quit; // 退出消息
let msg2 = Message::Move { x: 10, y: 20 }; // 移動(dòng)到(10,20)
let msg3 = Message::Write(String::from("hello")); // 寫(xiě)入"hello"模式匹配
枚舉的核心用法是通過(guò)match表達(dá)式匹配其變體，從而處理不同情況（類(lèi)似 “多分支條件判斷”，但更安全）。
fn process_message(msg: Message) {
match msg {
Message::Quit => println!("收到退出消息"),
Message::Move { x, y } => println!("移動(dòng)到坐標(biāo)：({}, {})", x, y),
Message::Write(text) => println!("寫(xiě)入內(nèi)容：{}", text),
Message::ChangeColor(r, g, b) => println!("修改顏色為 RGB({}, {}, {})", r, g, b),
}
}
process_message(msg2); // 輸出：移動(dòng)到坐標(biāo)：(10, 20)
process_message(msg3); // 輸出：寫(xiě)入內(nèi)容：hello常見(jiàn)enum
Option<T>是 Rust 中用于表示 “有值” 或 “無(wú)值” 的枚舉，徹底避免了空指針（Null）問(wèn)題。
enum Option<T> {
Some(T), // 有值：存儲(chǔ)類(lèi)型為T(mén)的值
None, // 無(wú)值
}
Result<T, E>用于表示操作 “成功” 或 “失敗” 的結(jié)果，是 Rust 錯(cuò)誤處理的核心類(lèi)型。
enum Result<T, E> {
Ok(T), // 成功：存儲(chǔ)類(lèi)型為T(mén)的結(jié)果
Err(E), // 失?。捍鎯?chǔ)類(lèi)型為E的錯(cuò)誤信息
}
Ordering用于表示兩個(gè)值的比較結(jié)果（小于、等于、大于）
enum Ordering {
Less, // 小于
Equal, // 等于
Greater, // 大于
}
到此這篇關(guān)于Rust中的Enum與Struct示例詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Rust Enum與Struct內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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