1. 引言
枚举类型对于 Java 程序员来说不会陌生,它是列举常量成员的非常好用的工具。在 rust 中也同样如此,并且在 rust 中,枚举类型比其他语言中更为常用,尤其是 Option、Result 等语言自身定义的枚举类型,为 rust 本身添加了非常强大而独特的语法特性。
2. 枚举类型
与 java 语言枚举中关注枚举的类型和值不同,rust 中的枚举专注于类型,枚举成员本身是不对应具体的值的。
2.1 枚举类型的定义
例如,下面的枚举类型定义了 IPv4 和 IPv6 两个成员:
代码语言:javascript复制enum IpAddrKind {
V4,
V6,
}
fn main() {
let four = IpAddrKind::V4;
let six = IpAddrKind::V6;
route(IpAddrKind::V4);
route(IpAddrKind::V6);
}
fn route(ip_kind: IpAddrKind) {}
2.2 枚举类型的数据
上面的例子中,定义了一个枚举类型,并且创建了相应类型的的变量。
但我们往往不仅希望变量体现出具体的类型,还希望变量具备具体的值。
此时我们可以将枚举类型与具体的值再进行一层封装,从而得到一个同时包含类型和值的结构体。
代码语言:javascript复制fn main() {
enum IpAddrKind {
V4,
V6,
}
struct IpAddr {
kind: IpAddrKind,
address: String,
}
let home = IpAddr {
kind: IpAddrKind::V4,
address: String::from("127.0.0.1"),
};
let loopback = IpAddr {
kind: IpAddrKind::V6,
address: String::from("::1"),
};
}
进一步,我们可以通过 rust 的语法糖来简化上述结构体的定义:
代码语言:javascript复制fn main() {
enum IpAddr {
V4(String),
V6(String),
}
let home = IpAddr::V4(String::from("127.0.0.1"));
let loopback = IpAddr::V6(String::from("::1"));
}
这样一来,数据被直接附加在了枚举类型上。相较于上面通过结构体定义的复合类型,枚举类型上直接附加数据还可以定义不同类型的数据:
代码语言:javascript复制fn main() {
enum IpAddr {
V4(u8, u8, u8, u8),
V6(String),
}
let home = IpAddr::V4(127, 0, 0, 1);
let loopback = IpAddr::V6(String::from("::1"));
}
3. 特殊的枚举类型 Option
Option
是 rust 标准库定义的一个枚举。Option 的存在,尝试去解决令无数软件开发工程师抓狂的空指针、空引用问题。
3.1 Option 的定义
Option 的定义如下:
代码语言:javascript复制enum Option<T> {
None,
Some(T),
}
看起来非常简单,如果一个函数或是表达式要返回一个 T 类型的数据,并且 T 类型的数据有可能为空。那么用 Option 封装将会是一个更好的选择。因为 T 类型的数据如果为空值,而使用者忽略了这一情况,将会产生程序的 panic,这通常是我们不希望看到的。
3.2 Option 变量的创建
可以这样获得一个 Option 的数据:
代码语言:javascript复制let x: Option<u32> = Some(2);
assert_eq!(x.is_some(), true);
let x: Option<u32> = None;
assert_eq!(x.is_some(), false);
let x: Option<u32> = None;
assert_eq!(x.is_none(), true);
一旦一个返回值被 Option 封装起来,使用者就必须处理值为 None 的情况,这一显式的处理,避免了意外的空引用、空指针的产生。
3.3 Option 数据的获取
要想获取 Option 中的实际数据,可以通过很多种方法,此处介绍 unwrap 方法。
1. unwrap 方法
unwarp 方法需要保证有值,一旦值为 None,那么就会让程序 panic。
代码语言:javascript复制// 如果值为 None,则 unwrap 将导致 panic
let x = Some("air");
assert_eq!(x.unwrap(), "air");
2. unwrap_or 方法
与 unwrap 方法不同,unwrap_or 方法允许传递一个参数,当值为 None 时,则以这个参数作为返回值。
代码语言:javascript复制assert_eq!(Some("car").unwrap_or("bike"), "car");
assert_eq!(None.unwrap_or("bike"), "bike");
3. unwrap_or_else 方法
unwrap_or 方法让我们能够提供默认的返回值,但更为高级的是 unwrap_or_else 方法,它允许我们创建一个函数或表达式来决定当值为 None 时返回什么。
代码语言:javascript复制let vec = vec![1,2,3];
let a: &i32 = vec.get(4).unwrap_or_else(||{
vec.get(0)
});
4. 控制流 match
正如在 java 语言中,枚举类型搭配 switch-case 可以让代码显得十分简洁易于维护。在 Rust 中,通过强大的控制流运算符 match
搭配枚举也同样可以实现类似的效果。
4.1 match 的使用
下面就是一个 match 控制流的示例:
代码语言:javascript复制fn value_in_cents(coin: Coin) -> u8 {
match coin {
Coin::Penny => {
println!("Lucky penny!");
1
}
Coin::Nickel => 5,
Coin::Dime => 10,
Coin::Quarter => 25,
}
}
4.2 match 获取枚举值
对于某个枚举拥有他的枚举数据值时,也可以进行 match:
代码语言:javascript复制fn value_in_cents(coin: Coin) -> u8 {
match coin {
Coin::Penny => 1,
Coin::Nickel => 5,
Coin::Dime => 10,
Coin::Quarter(state) => {
println!("State quarter from {:?}!", state);
25
}
}
}
4.3 Option 与 match 匹配
有了上述 4.2 节的示例,我们就可以来处理 Option 类型的数据了:
代码语言:javascript复制 fn plus_one(x: Option<i32>) -> Option<i32> {
match x {
None => None,
Some(i) => Some(i 1),
}
}
let five = Some(5);
let six = plus_one(five);
let none = plus_one(None);
这个示例定义了一个函数,它获取一个 Option<i32>
,如果其中含有一个值,将其加一。如果其中没有值,函数应该返回 None
值,而不尝试执行任何操作。
4.4 通配模式
需要注意的是,如果要使用 match 控制流,枚举类型包含的每一个类型都必须要出现在 match 块中。
但有时,我们希望有一种模式可以用来代替所有其他情况,类似于其他语言 switch 语句中的 default 关键字,在 Rust 中,同样是支持这一特性的,那就是 _
占位符:
let dice_roll = 9;
match dice_roll {
3 => add_fancy_hat(),
7 => remove_fancy_hat(),
_ => (),
}
fn add_fancy_hat() {}
fn remove_fancy_hat() {}
5. if let 控制流
很多时候,我们只想简洁地获取一个枚举对应的值或表达式,通过 match 表达式往往会显得太过复杂。此时,if let 可能会是更好的选择,例如:
代码语言:javascript复制#[derive(Debug)]
enum UsState {
Alabama,
Alaska,
// --snip--
}
enum Coin {
Penny,
Nickel,
Dime,
Quarter(UsState),
}
fn main() {
let coin = Coin::Penny;
let mut count = 0;
if let Coin::Quarter(state) = coin {
println!("State quarter from {:?}!", state);
} else {
count = 1;
}
}