05-rust结构体-struct

在 Rust 中，结构体（struct）是定义数据类型和管理复杂数据的核心工具，类似于其他语言中的类，但它不支持内置继承。Rust 提供了三种基本的结构体形式：常规结构体（regular struct）、元组结构体（tuple struct）和单元结构体（unit struct）。下面详细讲解：

1. 常规结构体（Regular Struct）

常规结构体是 Rust 中最常用的结构体类型，允许为每个字段命名。

定义

struct Color {
    red: i32,
    green: i32,
    blue: i32,
}

创建实例

let green = Color { red: 0, green: 255, blue: 0 };

访问字段

println!("Red: {}, Green: {}, Blue: {}", green.red, green.green, green.blue);

修改字段

常规结构体默认不可变，需要加 mut 来允许修改字段：

let mut color = Color { red: 0, green: 255, blue: 0 };
color.red = 128;
println!("New Red: {}", color.red);

2. 元组结构体（Tuple Struct）

元组结构体类似于元组，但有一个命名类型，用于分组多个值而不需要命名字段。

定义

struct Color(i32, i32, i32);

创建实例

let green = Color(0, 255, 0);

访问字段

通过索引访问字段：

println!("Red: {}, Green: {}, Blue: {}", green.0, green.1, green.2);

3. 单元结构体（Unit Struct）

单元结构体没有任何字段，通常用于标识或作为类型标签。

定义

struct UnitStruct;

创建实例

let unit = UnitStruct;

用途

• 作为标记类型，表示某种状态或行为。
• 用于泛型编程时的占位类型。

4. 实现方法和特性

方法实现

使用 impl 块可以为结构体实现方法（类似类中的成员函数）。

impl Color {
    fn new(red: i32, green: i32, blue: i32) -> Self {
        Self { red, green, blue }
    }

    fn display(&self) {
        println!("Red: {}, Green: {}, Blue: {}", self.red, self.green, self.blue);
    }
}

示例

let green = Color::new(0, 255, 0);
green.display();

5. 自动派生特性

通过 #[derive] 注解可以为结构体自动实现常用的特性，例如 Debug、Clone、PartialEq 等。

#[derive(Debug, Clone, PartialEq)]
struct Color {
    red: i32,
    green: i32,
    blue: i32,
}

fn main() {
    let color = Color { red: 0, green: 255, blue: 0 };
    println!("{:?}", color); // Debug 输出
}

总结

Rust 的结构体提供了灵活的定义和行为实现方式，使用场景包括：

• 常规结构体：适合需要明确字段含义的复杂数据。
• 元组结构体：用于字段含义不重要的小型数据组。
• 单元结构体：用于标记、泛型占位。