Rust - 结构体基本使用

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基础代码示例

为了理解何时需要使用结构体,官方文档给了一个案例,就是计算长方形的面积,这里我们会一步一步的重构代码直到使用结构体为止。

计算长方形的面积的具体逻辑就是获取长方形的宽度和高度,然后通过公式计算出长方形的面积,如下代码示例:

fn main() {
    let width = 10;
    let height = 20;
    println!("长方形的面积是{}", area(width, height))
}

fn area(width: u32, height: u32) -> u32{
    width * height
}
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通过cargo run运行程序后可以得到如下结果:

长方形的面积是200
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虽然上述代码可以运行,并且在调用area函数时通过传入长方形的长和宽可以计算出长方形的面积,但是宽度和高度是相关联的,这个问题尤其体现在area函数的签名上,虽然area可以计算长方形的面积,但是参数却有两个。这两个参数本应相互关联,但是程序本身并没有体现出这一点,如果可以将长度和宽度组合在一起就可以更易懂也更易处理了。因此我们可以使用元组进行代码重构。

fn area(width: u32, height: u32) -> u32
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使用元组重构代码

使用元组重构的代码示例如下:

fn main() {
    let tup_w_h = (10, 20);  // 索引0对应宽度
    
    println!("长方形的面积是{}", area(tup_w_h))
}

fn area(tup_w_h: (u32, u32)) -> u32{
    tup_w_h.0 * tup_w_h.1
}
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元组版本的代码比基础代码更好一些,帮助我们增加一些结构性,而且area只需要传递一个参数即可,但是这个版本的代码有一点不是非常明确:就是元组并没有给出元素的名称,只能通过索引获取元组的每一部分,虽然在计算面积时将长宽弄混无关紧要但是如果在屏幕上绘制就会出现很大问题了,就必须搞清楚元组中哪个元素是长哪个是宽,这样就很容易混淆而造成错误,原因就是没有在代码中传达数据所代表的意义。

使用结构体重构代码

现在我们就可以使用结构体为数据命名赋予意义,可以将元组转换成一个有整体名称而且每个部分也有对应名字的数据类型-结构体:

struct WidthHeight {
    width: u32,
    height: u32,
}

fn main() {
    let tup_w_h = WidthHeight {width: 10, height: 20}; // 索引0对应宽度
    
    println!("长方形的面积是{}", area(&tup_w_h))
}

fn area(width_height: &WidthHeight) -> u32{
    width_height.height * width_height.width
}
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上面的示例代码中定义了结构体WidthHeight,在在大括号中定义了字段 widthheight,类型都是 u32。接着在 main 中,我们创建了一个具体的 WidthHeight 实例。

函数 area 现在被定义为接收一个名叫 width_height 的参数,其类型是一个结构体 WidthHeight 实例的不可变借用。前面的文章提到,我们希望借用结构体而不是获取它的所有权,这样 main 函数就可以保持 tup_w_h 的所有权并继续使用它,所以这就是为什么在函数签名和调用的地方会有 &

area 函数访问 WidthHeight 实例的 widthheight 字段。area 的函数签名现在明确的阐述了我们的意图:使用 WidthHeightwidthheight 字段,计算 WidthHeight 的面积。这表明宽高是相互联系的,并为这些值提供了描述性的名称而不是使用元组的索引值 01 。结构体胜在更清晰明了。

结语

文章首发于微信公众号程序媛小庄,同步于掘金

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