Rust教程：How to Rust-变量

本文为第1篇

专栏简介

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本文使用：

• 操作系统macOS Sonoma 14 / Apple M1
• 编译器：Rustc & Cargo

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Rust教程：How to Rust-变量

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目录

专栏简介

更新记录

前言

变量命名

原生标识符

变量绑定

可变变量

下划线开头的变量

变量遮蔽

结语

快捷翻页

本文参考文献

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更新记录

2024.03.10 发布文章

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前言

变量怎么命名？关键字有哪些？命名个和关键字名字一样的变量或者函数行不？变量绑定是啥？变量为啥还要可变？声明完不想用行不行？变量可以起一样的名字吗？

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变量命名

在命名方面，Rust与其他编程语言并无显著区别，但当我们为变量、函数或类型等构造命名时，需要遵循一些既定的命名规则。这些规则有助于增强代码的可读性和一致性，具体规则可以看这里，一般来说，对于类型级别的构造（如结构体、枚举和特征），Rust倾向于使用驼峰命名法（CamelCase），即每个单词的首字母大写，且没有下划线分隔。而对于值级别的构造（如变量和函数参数），则推荐使用蛇形命名法（snake_case），即所有字母小写，单词之间用下划线分隔。

Rust语言包含一些保留关键字，这些关键字具有特殊的语法意义，因此不能被用作变量名或函数名。以下是一些常见的Rust关键字及其用途：

• as - 强制类型转换，或use 和 extern crate包和模块引入语句中的重命名
• break - 立刻退出循环
• const - 定义常量或原生常量指针（constant raw pointer）
• continue - 继续进入下一次循环迭代
• crate - 链接外部包
• dyn - 动态分发特征对象
• else - 作为 if 和 if let 控制流结构的 fallback
• enum - 定义一个枚举类型
• extern - 链接一个外部包,或者一个宏变量(该变量定义在另外一个包中)
• false - 布尔值 false
• fn - 定义一个函数或 函数指针类型 (function pointer type)
• for - 遍历一个迭代器或实现一个 trait 或者指定一个更高级的生命周期
• if - 基于条件表达式的结果来执行相应的分支
• impl - 为结构体或者特征实现具体功能
• in - for 循环语法的一部分
• let - 绑定一个变量
• loop - 无条件循环
• match - 模式匹配
• mod - 定义一个模块
• move - 使闭包获取其所捕获项的所有权
• mut - 在引用、裸指针或模式绑定中使用，表明变量是可变的
• pub - 表示结构体字段、impl 块或模块的公共可见性
• ref - 通过引用绑定
• return - 从函数中返回
• Self - 实现特征类型的类型别名
• self - 表示方法本身或当前模块
• static - 表示全局变量或在整个程序执行期间保持其生命周期
• struct - 定义一个结构体
• super - 表示当前模块的父模块
• trait - 定义一个特征
• true - 布尔值 true
• type - 定义一个类型别名或关联类型
• unsafe - 表示不安全的代码、函数、特征或实现
• use - 在当前代码范围内(模块或者花括号对)引入外部的包、模块等
• where - 表示一个约束类型的从句
• while - 基于一个表达式的结果判断是否继续循环

 以下关键字无任何功能，但仍然由 Rust 保留以备将来的应用

• abstract
• async
• await
• become
• box
• do
• final
• macro
• override
• priv
• try
• typeof
• unsized
• virtual
• yield

原生标识符

原生标识符是Rust语言提供的一种机制，它允许开发者使用通常无法直接作为变量名、函数名或类型名等标识符的关键字。通过在关键字前加上r#前缀，开发者就可以“借用”这些关键字作为自定义的标识符，从而避免命名冲突和限制

例如，match是Rust中的一个关键字，用于实现模式匹配。如果我们尝试将match用作一个函数的名字，如下所示：

fn match(needle: &str, haystack: &str) -> bool
{haystack.contains(needle)
}

编译器提示：

error: expected identifier, found keyword `match`--> src/main.rs:4:4|
4 | fn match(needle: &str, haystack: &str) -> bool {|    ^^^^^ expected identifier, found keyword

编译器会直接报错，因为match是保留关键字，不能被用作普通函数名。此时，原生标识符就派上了用场。我们可以使用r#前缀来将match作为函数名称使用，如下所示：

fn r#match() -> i64
{let variable = 1;variable
}fn main()
{let variable_output = r#match();println!("{}", variable_output)
}

通过这种方式，我们成功地规避了关键字带来的命名限制，实现了使用match作为函数名的目的。然而，需要注意的是，过度依赖原生标识符可能会导致代码可读性下降，因此在实践中应谨慎使用，并尽量使用更符合Rust命名习惯的替代方案

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变量绑定

在JavaScript中，我们通常使用类似以下的方式为变量variable赋值：

var variable = "Hello World"

在上述代码中，计算机将等式右侧的字符串"hello world"赋值给变量variable。然而，在Rust中，我们采用了一种不同的方式来达到类似的效果：

let variable = "Hello World"

这个过程在Rust中被称为变量绑定，而不是赋值。那么，为什么Rust选择使用“绑定”这一术语而不是“赋值”呢？这背后涉及到Rust语言的核心原则——所有权。

简而言之，在Rust中，任何内存中的对象都有其特定的所有者，这个所有者完全掌控着该对象。当我们使用let关键字时，实际上是将一个内存对象绑定到一个变量上，这个变量随即成为该对象的所有者。与此同时，该对象之前的所有者（如果有的话）将失去对其的拥有权。这意味着在Rust中，一个对象在任何时刻只能有一个明确的拥有者。

这种所有权模型是Rust内存安全性的基石，它有助于防止诸如内存泄漏和悬挂指针等常见问题。通过明确绑定关系，Rust编译器能够跟踪哪些内存正在被使用，从而安全地进行清理和回收，确保程序的稳定运行。

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可变变量

这个标题初听似乎有些出人意料，因为在大多数编程语言中，变量默认就是可变的。然而，在Rust中，情况恰恰相反。Rust中的变量默认是不可变的，包括我们之前提到的variable变量，其值一旦被绑定就不可再变。若需让变量可变，则需明确加上mut声明，类似下面这样

let mut variable = "Hello World"

这种语法可能初看起来有些多余，既然已经是变量了，为何还要额外声明它的可变性呢？

实际上，这种做法在大型项目中尤为重要。当一个变量被多处代码所引用时，有些代码可能期望该变量保持其原始值不变，而另一些代码则可能想要修改它。如果不加以明确声明，这种潜在的修改很难被及时发现，尤其是在多线程编程环境中，这种错误往往更为隐蔽和难以调试。因此，在Rust中通过mut关键字来明确变量的可变性，有助于提高代码的稳定性和可维护性。

这种规则让我们的代码逻辑变得非常清晰。当看到let关键字后面没有mut时，读者就能立即明白这个变量的值在后续代码中不会发生改变。而一旦看到mut，就像是给阅读代码的人打了“预防针”，提醒他们这个变量的值在后续可能会被更改

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下划线开头的变量

如果你创建了一个变量却不在任何地方使用它，Rust通常会给你一个警告，因为这可能会是个 bug。但是有时创建一个不会被使用的变量是有用的，你希望能保留它，那么就可以在变量开头加上下划线（在C或C++中，下划线开头的变量是不被允许的，因为这可能是编译器使用的变量，但在Rust中，这是可以的）例如

fn main()
{let _variable_a = 5;let variable_b = 10;
}

在编译它时，Rust会提示

warning: unused variable: `variable_b`--> variable.rs:4:9|
4 |     let variable_b = 10;|         ^^^^^^^^^^ help: if this is intentional, prefix it with an underscore: `_variable_b`|= note: `#[warn(unused_variables)]` on by defaultwarning: 1 warning emitted

可以看到，两个变量都是只有声明，没有使用，但是编译器却独独给出了variable_b未被使用的警告，充分说明了_变量名前缀在这里发挥的作用

值得注意的是，这里编译器还很善意的给出了提示( Rust的编译器非常强大，这里的提示只是小意思 ): 将variable_b修改成 _variable_b即可

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变量遮蔽

Rust 允许声明相同的变量名，在后面声明的变量会遮蔽掉前面声明的，例如

fn main()
{let variable = 5;let variable = variable + 1;{let variable = variable * 2;println!("{}", variable);}println!("{}", variable);
}

首先，数值 5 被绑定到变量variable。然后，通过使用let variable =重新声明并遮蔽了前面的variable，将其值更新为原值加 1，因此variable的值变为了 6。第三个 let 语句再次遮蔽了前面的variable，取用之前的值并乘以 2，最终variable的值变为 12。当运行此程序时，将输出以下内容：

$ ./shadowing
12
6

这种遮蔽机制与mut变量的使用有着显著的不同。mut允许我们在同一内存地址上修改变量的值，而不会发生内存对象的再分配，因此在性能上通常更优。而使用遮蔽时，每次let声明都会生成一个全新的变量，尽管它们恰好拥有相同的名称，但这实际上涉及到了内存对象的重新分配

变量遮蔽的用处在于，当我们在某个作用域内不再需要之前的变量（一旦被遮蔽，我们将无法再访问到之前的同名变量）时，可以重复使用变量名，这有助于避免绞尽脑汁去构思新的变量名，使代码更为简洁和清晰

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结语

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本文共4360字

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快捷翻页

Rust教程：How to Rust-从开始之前到Hello World

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本文参考文献

Rust圣经

文心一言