（七）Rust结构体

结构体和元组很相似，都能包含不同类型的变量，和元组不同的是，结构体对每一个变量独立命名，使用命名直接访问对应变量。

定义和初始化结构体

结构体定义

关键词struct用于定义并命名结构体。下面定义了一个结构体：

struct User {
    active: bool,
    username: String,
    email: String,
    sign_in_count: u64,
}

其中，User为结构体名，花括号内一行称为字段，每一字段由变量类型和变量名组成并由逗号分隔。

结构体初始化

结构体的初始化参考如下代码：

fn main() {
    let mut user1 = User {
        active: true,
        username: String::from("someusername123"),
        email: String::from("someone@example.com"),
        sign_in_count: 1,
    };
    
    user1.email = String::from("anotheremail@example.com");
}

和结构体定义很相似，通过将定义中的变量类型替换为相应初始化值，可以生成user1并且根据给定值初始化结构体。

可以使用.直接访问结构体中变量。

类元组结构体

在无需对结构体变量进行命名时，可以使用类似元组形式的结构体。

struct Color(i32, i32, i32);
struct Point(i32, i32, i32);

fn main() {
    let black = Color(1, 2, 3);
    let origin = Point(4, 5, 6);
    
    let Color(x1,y1,z1) = black;
    let x2 = origin.0;
    let y2 = origin.1;
    let z2 = origin.2;
    
    println!("black({x1},{y1},{z1})");
    println!("origin({x2},{y2},{z2})");
}

和元组一样，可以使用.或者模式匹配获取结构体中特定值。

结构体方法

结构体方法和函数类似：需要使用关键字fn和函数名定义，都能拥有参数和一个返回值；与函数不同的是，结构体方法第一个参数总是self且其指向调用方法的结构体。

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

impl Rectangle {
    fn area(&self) -> u32 {
        self.width * self.height
    }
}

fn main() {
    let rect1 = Rectangle {
        width: 30,
        height: 50,
    };

    println!(
        "The area of the rectangle is {} square pixels.",
        rect1.area()
    );
}

使用关键字impl为Rectangle开启了一个代码块，在其中定义了area方法。area方法中传递的第一个参数&self是Self: &self的缩写，Self代指当前代码块所在结构体类型。&self参数作为不可变引用无法对结构体内容进行修改；&mut self作为参数是可变引用，可以对结构体内容修改；self作为参数会转移所有权，被传入结构体将失效。

结构体相关函数

在impl代码块下，不仅可以添加结构体方法，也可以添加相关函数。相关函数无需传入self，调用也无需结构体实例。之前代码中使用的String::from就是定义在String类型上的相关函数。

相关函数类似C++中的静态函数。

下面是一个生成正方形Rectangle的相关函数：

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

impl Rectangle {
    fn area(&self) -> u32 {
        self.width * self.height
    }
}

impl Rectangle {
    fn square(size: u32) -> Self {
        Self {
            width: size,
            height: size,
        }
    }
}

fn main() {
    let rect1 = Rectangle::square(100);
    
    println!(
        "Rectangle width:{} height:{}",rect1.width,rect1.height);

    println!(
        "The area of the rectangle is {} square pixels.",
        rect1.area()
    );
}

在程序中，square被结构体Rectangle命名，使用::语法可以调用结构体中相关函数。

参考

Rust docs