一、if流程控制與match模式匹配

1.流程控制

Execution Flow(流程)

• 1.代碼執(zhí)行從上倒下Iine-by-line
• 2.而我們執(zhí)行操作時(shí)，控制流程可能會(huì)改變

主要的流程控制結(jié)構(gòu)
1.順序結(jié)構(gòu)(Sequential Structure):程序按照代碼的順序一步一步執(zhí)行，沒(méi)有跳過(guò)或循環(huán)。

2.選擇結(jié)構(gòu)(Selection Structure):
-根據(jù)條件選擇不同的路徑執(zhí)行。常見(jiàn)的選擇結(jié)構(gòu)有：

• if語(yǔ)句：根據(jù)條件執(zhí)行不同的代碼塊。
• switchi語(yǔ)句（在某些編程語(yǔ)言中）：根據(jù)不同的條件值執(zhí)行不同的代碼塊。

3.循環(huán)結(jié)構(gòu)(Iteration Structure):重復(fù)執(zhí)行一段代碼，直到滿足某個(gè)條件為止。常見(jiàn)的循環(huán)結(jié)構(gòu)有：

• for循環(huán)：按照指定的次數(shù)重復(fù)執(zhí)行一段代碼。
• while循環(huán)：在條件為真的情況下重復(fù)執(zhí)行一段代碼。
• do-while循環(huán)：類似于while循環(huán)，但是保證至少執(zhí)行一次循環(huán)體。

4.跳轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)：控制程序的執(zhí)行流程跳轉(zhuǎn)到指定的位置。常見(jiàn)的跳轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)有：

• break語(yǔ)句：終止循環(huán)或switch語(yǔ)句的執(zhí)行。
• continue語(yǔ)句：跳過(guò)當(dāng)前循環(huán)中的剩余代碼，進(jìn)入下一次迭代。
• goto語(yǔ)句（在某些編程語(yǔ)言中）：直接跳轉(zhuǎn)到指定的標(biāo)簽處。

2. IF流程控制

代碼一行行執(zhí)行
執(zhí)行流程，被If(else)改變
可以嵌套使用，但容易引起可讀性問(wèn)題

3.match 表達(dá)式

match用于模式匹配，允許更復(fù)雜的條件和分支。

可以處理多個(gè)模式，提高代碼的表達(dá)力。

·match是表達(dá)式，可以返回值。

match value{pattern1 =>/code block executed if value matches pattern1,pattern2 if condition =>/code block executed if value matches pattern2 and condition is true,_=>/code block executed for any other case,
}

IF流程控制與match表達(dá)式對(duì)比
復(fù)雜性：if適用于簡(jiǎn)單的條件判斷，而match更適用于復(fù)雜的模式匹配。
表達(dá)力：match更靈活，可以處理多個(gè)條件和模式，使代碼更清晰。
返回值：兩者都是表達(dá)式，可以返回值，但match通常用于更復(fù)雜的場(chǎng)景。

fn main() {let age = 50;if age < 50 {println!("You are young");} else {println!("You are old");}// if 的表達(dá)能力很弱let scores = 70;if scores > 90 {println!("Good!!!");} else if scores > 60 {println!("You are OK!");} else {println!("Bad!!!");}// 類似C++ 三元表達(dá)式let msg = if age > 50 { "old" } else { "young" };println!("You are {msg}");// matchlet num = 90;match num {80 => println!("80"),90 => println!("90"),_ => println!("Some else"),}match num {25..=50 => println!("25 ... 50"),51..=100 => println!("51 ... 100"),_ => println!("Some else"),}match num {25 | 50 | 75 => print!("25 or 50 or 75"),100 | 200 => println!("100 or 200"),_ => println!("Some else"),}// match 里面使用ifmatch num {x if x < 60 => println!("bad"),x if x == 60 => println!("luck"),_ => println!("Some else"),}let num = 60;let res = match num {x if x < 60 => "bad".to_owned(),x if x == 60 => "luck".to_owned(),_ => "Some else".to_owned(),};println!("res value : {res}");
}

編譯及運(yùn)行

 cargo runCompiling ch11_if_match v0.1.0 (/home/wangji/installer/rust/project/ch11_if_match)Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 7.55sRunning `target/debug/ch11_if_match`
You are old
You are OK!
You are yong

二、循環(huán)與break continue以及與迭代的區(qū)別

1.Rust中的循環(huán)Loops

Rust提供了幾種循環(huán)結(jié)構(gòu)，其中最常見(jiàn)的是Ioop、while和for。

• 1.Ioop循環(huán)：

loop{
///無(wú)限循環(huán)的代碼塊
}

Ioop創(chuàng)建一個(gè)無(wú)限循環(huán)，可以通過(guò)break語(yǔ)句來(lái)中斷循環(huán)。

• 2.while循環(huán)：

while condition{
//條件為真時(shí)執(zhí)行的代碼塊
}

while循環(huán)在每次迭代之前檢查一個(gè)條件，只有在條件為真時(shí)才執(zhí)行循環(huán)體。

• 3.for循環(huán)：

for item in iterable
{//遍歷可迭代對(duì)象執(zhí)行的代碼塊
}

for循環(huán)用于迭代集合或范圍，執(zhí)行代碼塊來(lái)處理每個(gè)元素。

2.break && continue

·break關(guān)鍵字用于立即終止循環(huán)，并跳出循環(huán)體

• 可以用于跳出指定標(biāo)簽循環(huán)

·continue關(guān)鍵字用于立即跳過(guò)當(dāng)前循環(huán)中剩余的代碼，直接進(jìn)入下一次循環(huán)

3.迭代

Rust的迭代主要通過(guò)迭代器(iterators)來(lái)實(shí)現(xiàn)。迭代器是一個(gè)抽象，它提供了一種訪問(wèn)集合元素的統(tǒng)一方式。

從實(shí)現(xiàn)上講在Rust中，迭代器是一種實(shí)現(xiàn)了Iterator trait的類型！

簡(jiǎn)化源碼：

pub trait lterator{type Item;fn next (&mut self)->Option<Self:Item>;
}

4.循環(huán)與迭代的不同

循環(huán)適用于需要明確控制循環(huán)流程的情況，而迭代器則提供了一種更抽象的方式來(lái)處理集合元素。通常，推薦使用迭代器，因?yàn)樗鼈兛梢蕴岣叽a的可讀性和表達(dá)力。

fo循環(huán)是一種語(yǔ)法結(jié)構(gòu)，用于遍歷集合中的元素。它依賴于集合類型實(shí)現(xiàn)Iterator trait.

• 在Rust中，迭代器提供了一系列用于遍歷集合元素的方法，比如next()、mapO、filter)等，可以讓我們的代碼更具有表達(dá)性。

Example

fn main() {// loop {//     println!("Ctrl+C");//     std::thread::sleep(std::time::Duration::from_secs(1));// }// while循環(huán)let mut i = 0;while i < 10 {println!("{}", i);i += 1;}println!("for");// for 循環(huán)let arr = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8];for element in arr {println!("{}", element);}// 打印不包括10for i in 0..10 {println!("{}", i);}// 打印包括10for i in 0..=10 {println!("{}", i);}// breaklet arr = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11];for element in arr {if element == 10 {break;}println!("{element}");}let arr = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11];for element in arr {if element == 10 {continue;}println!("{element}");}'outer: loop {println!("outer");loop {println!("inner");// break;break 'outer; //直接跳出外部的循環(huán)}}// 循環(huán)的寫法let numbers = [1, 2, 3, 4, 5];let mut for_numbers = Vec::new();for &number in numbers.iter() {let item = number * number;for_numbers.push(item);}println!("for : {:?}", for_numbers);// 迭代的寫法，其性能與循環(huán)的性能差不多let numbers = [1, 2, 3, 4, 5].to_vec();let iter_number: Vec<_> = numbers.iter().map(|&x| x * x).collect();println!("iter : {:?}", iter_number);
}

編譯及測(cè)試：

 cargo run Compiling ch12_loop_iter v0.1.0 (/home/wangji/installer/rust/project/ch12_loop_iter)Building [                             ] 0/1: ch12_loop_iter(bin)                                                                                                                                                                                                  Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 9.99sRunning `target/debug/ch12_loop_iter`
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
for
0
1
2
3
4
5
6
7
8
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1
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9
0
1
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4
5
6
7
8
9
11
outer
inner
for : [1, 4, 9, 16, 25]
iter : [1, 4, 9, 16, 25]

三、函數(shù)基礎(chǔ)與Copy值參數(shù)傳遞

1.函數(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)

1.函數(shù)的定義：在Rust中，你可以使用fn關(guān)鍵字聲明和定義函數(shù)，而main是程序的入口點(diǎn)是一種特殊的函數(shù)。
2.參數(shù)和返回值
函數(shù)可以接受零個(gè)或多個(gè)參數(shù)，每個(gè)參數(shù)都需要指定類型。
函數(shù)可以有返回值，使用->指定返回值類型。如果函數(shù)沒(méi)有返回值，可以使用->()、或省略這部分。
3.調(diào)用函數(shù)：調(diào)用函數(shù)時(shí)，使用函數(shù)名和傳遞給函數(shù)的實(shí)際參數(shù)。

2.Copy by value

如果數(shù)據(jù)類型實(shí)現(xiàn)Copy特質(zhì)，則在函數(shù)傳參時(shí)回實(shí)現(xiàn)Copy by value操作。

會(huì)將實(shí)參拷貝為形參，參數(shù)改變并不會(huì)影響實(shí)參。

如果要改變形參，需要加上mut

Struct、枚舉、集合等并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)copy trait，會(huì)實(shí)現(xiàn)move操作失去所有權(quán)

為數(shù)據(jù)類型實(shí)現(xiàn)copy trait，就可實(shí)現(xiàn)copy by value

Example：

fn add(x: i32, y: i32) -> i32 {x + y //直接作為返回值進(jìn)行返回，如果不加;
}fn change_i32(mut x: i32) {x = x + 4;println!("fn {x}");
}// 修改實(shí)參
fn modify_i32(x: &mut i32) {*x += 4;
}#[derive(Copy, Clone)]
struct Point {x: i32,y: i32,
}fn print_point(point: Point) {println!("point x {}", point.x);
}fn main() {let a = 1;let b = 2;let c = add(a, b);println!("c: {c}");let mut x = 1;change_i32(x);println!("x {x}");modify_i32(&mut x); //變成可變引用println!("x {x}");let s = Point { x: 1, y: 2 };print_point(s); // 由于打了標(biāo)簽#[derive(Copy, Clone)]，所以可以直接傳值println!("{}", s.x);
}

編譯及運(yùn)行：

 cargo runCompiling ch13_fn v0.1.0 (/home/wangji/installer/rust/project/ch13_fn)
warning: field `y` is never read--> src/main.rs:18:5|
16 | struct Point {|        ----- field in this struct
17 |     x: i32,
18 |     y: i32,|     ^|= note: `Point` has a derived impl for the trait `Clone`, but this is intentionally ignored during dead code analysis= note: `#[warn(dead_code)]` on by defaultwarning: `ch13_fn` (bin "ch13_fn") generated 1 warningFinished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.56sRunning `target/debug/ch13_fn`
c: 3
fn 5
x 1
x 5
point x 1
1

四、函數(shù)值參數(shù)的傳遞、不可變借用參數(shù)的傳遞、可變借用參數(shù)的傳遞

1.函數(shù)值參數(shù)傳遞（move）

函數(shù)的代碼本身通常是存儲(chǔ)在可執(zhí)行文件的代碼段，而在調(diào)用時(shí)函數(shù)會(huì)在棧，開(kāi)辟一個(gè)新的stack frame(棧空間)，用于存儲(chǔ)函數(shù)的局部變量、參數(shù)和返回地址等信息，而當(dāng)函數(shù)結(jié)束后會(huì)釋放該空間。

而當(dāng)傳入non-Copy value(Vec、String等)傳入函數(shù)時(shí)，實(shí)參會(huì)轉(zhuǎn)移value的所有權(quán)給形參，實(shí)參會(huì)失去value的所有權(quán)而在函數(shù)結(jié)束時(shí)，value的所有權(quán)會(huì)釋放。

2.不可變借用（就是C++的引用）

如果你不想失去value的所有權(quán)，你又沒(méi)有修改value的需求，你可以使用不可變借用

在Rust中，你可以將不可變引用作為函數(shù)的參數(shù)，從而在函數(shù)內(nèi)部訪問(wèn)參數(shù)值但不能修改它。這有助于確保數(shù)據(jù)的安全性，防止在多處同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行寫操作，從而避免數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)。

如何應(yīng)用不可變借用

• Use*to deference，去獲取其的值

3.可變借用

如果你有修改值的需求你可以使用可變借用，以允許在函數(shù)內(nèi)部修改參數(shù)的值。這允許函數(shù)對(duì)參數(shù)進(jìn)行寫操作，但在同一時(shí)間內(nèi)只能有一個(gè)可變引用。

需要在形參前加&mut

如何應(yīng)用可變借用

• 同樣使用Use*to deference,去獲取其的值

Example：

// p1有默認(rèn)拷貝
// p2沒(méi)有默認(rèn)拷貝，所以是move
fn move_func(p1: i32, p2: String) {println!("p1 is {}", p1);println!("p2 is {}", p2);
}// borrow引用，但是在這里沒(méi)意義，對(duì)于&i32這種類型而言
fn print_value(value: &i32) {println!("{}", value);
}fn string_func_borrow(s: &String) {println!("{}-{}", (*s).to_uppercase(), s.to_uppercase());
}#[derive(Debug)]
struct Point {x: i32,y: i32,
}fn modify_point(point: &mut Point) {(*point).x += 2;point.y += 2; //等價(jià)于(*point).y += 2
}fn main() {let n = 12;let s = String::from("oo");move_func(n, s);println!("n is {}", n);// println!("s is {}", s);let s = String::from("oo");print_value(&n);print_value(&n);string_func_borrow(&s);println!("s is {}", s);let mut p = Point { x: 0, y: 0 };println!("{:?}", p); //就是調(diào)用#[derive(Debug)]特質(zhì)modify_point(&mut p);println!("{:?}", p);
}

編譯及測(cè)試：

 cargo runCompiling ch14_fn_move_borrow_mut v0.1.0 (/home/wangji/installer/rust/project/ch14_fn_move_borrow_mut)Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.28sRunning `target/debug/ch14_fn_move_borrow_mut`
p1 is 12
p2 is oo
n is 12
12
12
OO-OO
s is oo
Point { x: 0, y: 0 }
Point { x: 2, y: 2 }

五、函數(shù)返回值與所有權(quán)機(jī)制

1.返回Copy與Non-Copy

都可以返回，但是要注意Non-Copy是在堆上的。

性能：

• 在一般情況下，返回Copy類型的值通常具有更好的性能。這是因?yàn)镃opy類型的值是通過(guò)復(fù)制進(jìn)行返回的，而不涉及堆上內(nèi)存的分配和釋放，通常是在棧上分配。這樣的操作比涉及堆上內(nèi)存額分配和釋放更為高效。

2.返回引用

在只有傳入一個(gè)引用參數(shù)，只有一個(gè)返回引用時(shí)，生命周期不需要聲明

其他情況下需要聲明引用的生命周期

慎用‘static

Example：

fn func_copy_back() -> i32 {let n = 42;n
}fn func_non_copy_back() -> String {let s = String::from("hello");s
}fn get_mess(mark: i32) -> &'static str {if mark == 0 {"😊😀"} else {"≧ ﹏ ≦😫"}
}fn main() {let i = func_copy_back();println!("{}", i);let s = func_non_copy_back();println!("{}", s);println!("{}", get_mess(i));
}

編譯及運(yùn)行

 cargo runCompiling ch15_fn_back v0.1.0 (/home/wangji/installer/rust/project/ch15_fn_back)Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 10.05sRunning `target/debug/ch15_fn_back`
42
hello
≧ ﹏ ≦😫

六、高階函數(shù)：函數(shù)作為參數(shù)與返回值

高階函數(shù)（Higher-Order Functions）：Rust 允許使用高階函數(shù)，即函數(shù)可以作為參數(shù)傳遞給其他函數(shù)，或者函數(shù)可以返回其他函數(shù)。

高階函數(shù)也是函數(shù)式編程的重要特性。

1.高階函數(shù)與集合

1、map函數(shù)：map函數(shù)可以用于對(duì)一個(gè)集合中的每個(gè)元素應(yīng)用一個(gè)函數(shù)，并返回包含結(jié)果的新集合。

2、filter函數(shù)：filter函數(shù)用于過(guò)濾集合中的元素，根據(jù)一個(gè)謂詞函數(shù)的返回值。

3、fold：fold函數(shù)（有時(shí)也稱為reduce^）可以用于迭代集合的每個(gè)元素，并將它們累積到一個(gè)單一的結(jié)果中。

Example：

fn func_twice(f: fn(i32) -> i32, x: i32) -> i32 {f(f(x))
}fn mul(x: i32) -> i32 {x * x
}fn add(x: i32) -> i32 {x + 10
}fn main() {let result = func_twice(mul, 4);println!("{result}");let res = func_twice(add, 10);println!("{res}");// 數(shù)學(xué)計(jì)算let numbers = vec![1, 2, 3, 4, 5, 6, 7];let res: Vec<_> = numbers.iter().map(|&x| x + x).collect();println!("{:?}", res);// filterlet numbers = vec![1, 2, 3, 4, 5, 6, 7];// ref ref_mut movelet evens = numbers.into_iter().filter(|&x| x % 2 == 0).collect::<Vec<_>>(); //等價(jià)于let evens: Vec<_>println!("{:?}", evens);let numbers = vec![1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]; //構(gòu)造一個(gè)vectorlet sum = numbers.iter().fold(0, |acc, &x| acc + x);println!("Sum: {}", sum);
}

編譯及測(cè)試

 cargo runCompiling ch16_higher_func v0.1.0 (/home/wangji/installer/rust/project/ch16_higher_func)Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.29sRunning `target/debug/ch16_higher_func`
256
30
[2, 4, 6, 8, 10, 12, 14]
[2, 4, 6]

參考

• 2024 Rust現(xiàn)代實(shí)用教程