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本篇文章继续介绍了Rust的另外两种结构体(Structure)——类元组(tuple-like)结构体,类基元(unit-like)结构体以及结构体在内存的存储方式。
0x01 类元组(Tuple-Like)结构体
类元组结构体,因为它类似于元组,网络上有些文章叫“元组结构体”。类元组结构体的值成为元素(Element),其创建方式和访问方式与元组基本一致。直接上代码。
// 声明类元组结构体 struct Point(i32, i32); // 创建类元组结构体 let mut point = Point(1, 1); // 修改值 point.0 = 10; // 访问值 println!("Point{{x = {}, y = {}}}", point.0, point.1);
代码运行结果
Point{x = 10, y = 1}
仔细看上面的代码,表达式 Point(1, 1) 是不是跟之前介绍的函数很相似。没错,定义类元组结构体会隐式的顶一个函数:
fn Point(elem0 :i32, elem1:i32) -> { // ... }
另外,类元组结构体中的元素也可以声明为公有元素。如下:
pub struct Point(pub i32, pub i32);
0x02 类元组(Unit-Like)结构体
这种结构体个人建议了解即可,但是在某些情况下也是有用的,后面的文章遇到会继续讨论。
类元组结构体是一种没有任何元素的结构体。
// 声明 struct UnitStruct; // 创建 let us = UnitStruct;
类基元结构体的值不占内存,与基元类型飞行相似()。Rust并不会把类基元结构体的值保存到内存里,更不会生成操作它们的代码。这种类型只有一个值。
0x03 命名字段结构体(Name-Field)
命名字段结构体的每一部分数据,被称作字段(Field)结构体中以name:T
格式定义字段。T
表示数据类型,name
表示字段的名称。其字段名遵循变量的命名规则。结构体的字段必须声明其类型,不支持自动类型推断,每个字段需要用英文逗号分隔开。
PS:有没有感觉跟json
的格式有点儿相似呢~
Rust结构体示例代码如下:
// 某游戏账号结构体 struct Account { // 账号id i32 id: u32, // 账号状态 是否是正常状态 true:正常 false:异常 status: bool, // 账号类型 'n'是普通用户 's'是高级用户 acc_type: char, }
Account
是保存某游戏账号信息的结构体。
0x04 结构体布局
重点来了,我们开始讨论Rust中结构体的布局。以下面的结构体为例:
struct Salary { // 表示月薪 monthly: Vec<u32>, // 表示奖金 bonus: u32, } // 我的薪资每个月,10,000元RMB,共12个月 // 另外我的年终奖是 66,666元 let mut my_salary = Salary { monthly: vec![10_000; 12], bonus: 66_666, };
结构体Salary的内存布局如下图:
上图所示的栈的布局,只是 Struct 在 Rust 中可能的一种布局,Rust 并不保证结构体的字段或者元素在内存中会以某种顺序存储。另外,Rust 会将字段的值直接存储在结构体的内存块中。与我们常用的Java、Python等语言不同,他们会将monthly
和bonus
的值分别存储到各自在堆内存上分配到的块中。并使用Salary指向他们。然而Rust是直接把pixels和size放到Salary值的内存里,只有monthly
向量拥有自己分配在堆上的内存块。
PS:这里说的Java和Python是指他们的class对象,类似于Rust的Struct。
0x05 小结
本篇文章介绍了另外两种结构体类型——命名字段结构体与类元组结构体。它们两个非常相似。又到了二选一的时刻,其实两种都很好,只是适用场景不同。选择用哪种需要考虑易读性、 歧义性和简洁性。类元组结构体更合适使用需要.
操作符取得值的组件,而命名字段结构体则是使用名字标识为阅读代码的人获得更多信息。另外,类元组结构体还适合创建一种新的类型。比如在Rust中并没有 ASCII 这个类型,我们也都很清楚的知道,一个ASCII码就是一个无符号的8位整数,那我们会使用 Vec<u8>来表示。当然如果能够通俗易懂,我们这时可以使用类元组结构来创建这种类型:代码如下:
#[derive(Debug)] struct ASCII(Vec<u8>); let ascii_demo = ASCII(vec![0,0,0,0,0,0,0,1]); dbg!(ascii_demo);