前言

書接上文，本篇博客分享的是Rust 枚舉類與模式匹配 的知識(shí)。作為安全性強(qiáng)的語(yǔ)言，Rust 的枚舉類并不像其他編程語(yǔ)言中的概念那樣簡(jiǎn)單，但依然可以十分簡(jiǎn)單的使用。

1、Rust基本枚舉類語(yǔ)法

枚舉允許我們列舉所有可能的值來定義一個(gè)類型，枚舉中的值也叫變體

1.1、定義枚舉

我們舉一個(gè)例子：

IP地址：IPV4、IPV6

enum IpAddrKind{
	V4,
	V6
}

接收枚舉值

let four=IpAddrKind::V4;
let six=IpAddrKind::V6;

枚舉的變體都位于標(biāo)識(shí)符的命名空間下，使用::進(jìn)行分割

1.2、將數(shù)據(jù)附加到枚舉的變體中

形式如下：

enum IpAddr{
	V4(String),
	V6(String)
}

優(yōu)點(diǎn)：

• 不需要額外使用struct來確定類型
• 每個(gè)變體可以擁有不同的類型以及關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)量

例如：

#[derive(Debug)]
enum IpAddrKind {
    V4(u8,u8,u8,u8),
    V6(String)
}

fn main() {
    let home=IpAddrKind::V4(127, 0, 0, 1);
    let loopback=IpAddrKind::V6(String::from("這是IPV6"));
    println!("{:?}\n{:?}",home,loopback);
}

運(yùn)行效果：

• #[derive(Debug)]作為Rust提供的調(diào)試庫(kù)是可以直接輸出結(jié)構(gòu)體和枚舉類型的
• 但是注意占位符只能使用{:?}
• 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的IpAddr

struct IpV4Addr{
    //--snip--
}
struct IpV6Addr{
    //--snip--
}

enum IpAddr {
    V4(IpV4Addr),
    V6(IpV6Addr)
}

1.3、變體的多種嵌套方式

enum Message {
    Quit,
    Move {x:i32,y:u32},
    Write(String),
    ChangeColor(i32,i32,i32)
}

fn main() {
    let q=Message::Quit;
    let m=Message::Move { x: 6, y: 12 };
    let w=Message::Write(String::from("hello_world"));
    let c=Message::ChangeColor(255, 255, 0);
}

在這段代碼中枚舉類變體一共有四種數(shù)據(jù)類型：

• 不帶關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)Quit
• 匿名結(jié)構(gòu)體Move
• 字符串類型Write
• 匿名元組結(jié)構(gòu)體ChangeColor

1.4、定義枚舉方法

和結(jié)構(gòu)體方法類似，使用impl關(guān)鍵字：

impl Message{
	fn call(&self){}
}

這里就不具體實(shí)現(xiàn)了，此時(shí)枚舉的所有變體都可以調(diào)用call方法，例如q.call();

2、Option枚舉

2.1、引入Option枚舉解決控制問題

• Option 是 Rust 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的枚舉類，這個(gè)類用于填補(bǔ) Rust 不支持 null 引用的空白。
• 許多語(yǔ)言支持 null 的存在（C/C++、Java），這樣很方便，但也制造了極大的問題，null 的發(fā)明者也承認(rèn)這一點(diǎn)，“一個(gè)方便的想法造成累計(jì) 10 億美元的損失”。
• null 經(jīng)常在開發(fā)者把一切都當(dāng)作不是 null 的時(shí)候給予程序致命一擊：畢竟只要出現(xiàn)一個(gè)這樣的錯(cuò)誤，程序的運(yùn)行就要徹底終止。
• 為了解決這個(gè)問題，很多語(yǔ)言默認(rèn)不允許 null，但在語(yǔ)言層面支持 null 的出現(xiàn)（常在類型前面用 ? 符號(hào)修飾）。
• Java 默認(rèn)支持 null，但可以通過 @NotNull 注解限制出現(xiàn) null，這是一種應(yīng)付的辦法。

Rust 在語(yǔ)言層面徹底不允許空值 null 的存在，但無奈null 可以高效地解決少量的問題，所以 Rust 引入了 Option 枚舉類：

enum Option<T>{
	Some(T),
	None
}

2.2、枚舉類的具體使用

枚舉類包含在預(yù)導(dǎo)入模塊中（Prelude），可直接使用：

let some_number=Some(5);
let some_string=Some("a string")

let absent:Option<&str>=None;

注意：

• 編譯器無法推斷None是什么類型，所以一定要顯示聲明
• 由于absent屬于None的變體，因此是無效數(shù)據(jù)，也就是null

3、match控制流運(yùn)算符

• 枚舉的目的是對(duì)某一類事物的分類，分類的目的是為了對(duì)不同的情況進(jìn)行描述。
• 基于這個(gè)原理，往往枚舉類最終都會(huì)被分支結(jié)構(gòu)處理（許多語(yǔ)言中的 switch ）。
• switch 語(yǔ)法很經(jīng)典，但在 Rust 中并不支持，很多語(yǔ)言摒棄 switch 的原因都是因?yàn)?switch 容易存在因忘記添加 break 而產(chǎn)生的串接運(yùn)行問題，Java 和 C# 這類語(yǔ)言通過安全檢查杜絕這種情況出現(xiàn)。

Rust 通過 match 語(yǔ)句來實(shí)現(xiàn)分支結(jié)構(gòu)。先認(rèn)識(shí)一下如何用 match 處理枚舉類：

fn main() {
    enum Book {
        Papery {index: u32},
        Electronic {url: String},
    }
   
    let book = Book::Papery{index: 1001};
    let ebook = Book::Electronic{url: String::from("url...")};
   
    match book {
        Book::Papery { index } => {
            println!("Papery book {}", index);
        },
        Book::Electronic { url } => {
            println!("E-book {}", url);
        }
    }
}
//運(yùn)行結(jié)果：Papery book 1001

這是由于book屬于Papery的變體，因此會(huì)執(zhí)行第一個(gè)打印語(yǔ)句

match 塊也可以當(dāng)作函數(shù)表達(dá)式來對(duì)待，它也是可以有返回值的：

match 枚舉類實(shí)例 {
    分類1 => 返回值表達(dá)式,
    分類2 => 返回值表達(dá)式,
    ...
}

但是要謹(jǐn)記：所有返回值表達(dá)式的類型必須一樣！

如果把枚舉類附加屬性定義成元組，在 match 塊中需要臨時(shí)指定一個(gè)名字：

enum Book {
    Papery(u32),
    Electronic {url: String},
}
let book = Book::Papery(1001);

match book {
    Book::Papery(i) => {
        println!("{}", i);
    },
    Book::Electronic { url } => {
        println!("{}", url);
    }
}

變體Papery指定了i變量，Electronic指定了url

match 除了能夠?qū)γ杜e類進(jìn)行分支選擇以外，還可以對(duì)整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符和字符串切片引用（&str）類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行分支選擇。其中，浮點(diǎn)數(shù)類型被分支選擇雖然合法，但不推薦這樣使用，因?yàn)榫葐栴}可能會(huì)導(dǎo)致分支錯(cuò)誤。

對(duì)非枚舉類進(jìn)行分支選擇時(shí)必須注意處理例外情況，即使在例外情況下沒有任何要做的事。例外情況用下劃線 _ 表示：

fn main() {
    let t = "abc";
    match t {
        "abc" => println!("Yes"),
        _ => {},
    }
}

4、if let 語(yǔ)法

通過一個(gè)簡(jiǎn)單的流程控制代碼理解此部分知識(shí)：

let i = 0;
match i {
    0 => println!("zero"),
    _ => {},
}
//主函數(shù)中運(yùn)行結(jié)果：zero

這段程序的目的是判斷 i 是否是數(shù)字 0，如果是就打印 zero。

那么現(xiàn)在用 if let 語(yǔ)法縮短這段代碼：

let i = 0;
if let 0 = i {
    println!("zero");
}

if let 語(yǔ)法格式如下：

if let 匹配值 = 源變量 {
    語(yǔ)句塊
}

• 可以在之后添加一個(gè) else 塊來處理例外情況。

if let 語(yǔ)法可以認(rèn)為是只區(qū)分兩種情況的 match 語(yǔ)句的"語(yǔ)法糖"

在枚舉類中的使用：

fn main() {
    enum Book {
        Papery(u32),
        Electronic(String)
    }
    let book = Book::Electronic(String::from("url"));
    if let Book::Papery(index) = book {
        println!("Papery {}", index);
    } else {
        println!("Not papery book");
    }
}
//運(yùn)行結(jié)果：Not papery book

Rust 枚舉類和模式匹配的知識(shí)就分享到這里了，期待你的鼓勵(lì)，這將是我創(chuàng)作的不竭動(dòng)力！