1、枚舉的定義

枚舉（enumerations），也被稱作 enums。枚舉允許你通過列舉可能的 成員（variants）來定義一個(gè)類型。首先，我們會(huì)定義并使用一個(gè)枚舉來展示它是如何連同數(shù)據(jù)一起編碼信息的。接下來，我們會(huì)探索一個(gè)特別有用的枚舉，叫做 Option，它代表一個(gè)值要么是某個(gè)值要么什么都不是。然后會(huì)講到在 match 表達(dá)式中用模式匹配，針對(duì)不同的枚舉值編寫相應(yīng)要執(zhí)行的代碼。最后會(huì)介紹 if let，另一個(gè)簡(jiǎn)潔方便處理代碼中枚舉的結(jié)構(gòu)。

下面看下下面這個(gè)示例：

#[derive(Debug)]
enum Sex {
    Man,
    Woman,
}
fn main() {
    let var = Sex::Man;
    println!("value is {:?}", var)
}

從上面代碼示例中，我們把性別可以枚舉出來，引用枚舉類型的某一個(gè)值的時(shí)候，可以通過枚舉名后面加一堆冒號(hào)來引用枚舉中的某一個(gè)屬性值。

下面這個(gè)例子，我們可以在枚舉中，它的成員可以有多種類型：

enum op {
    name(String),
    time(i32),
    People { name: String, age: i32 },
}

有關(guān)聯(lián)值的枚舉的方式和定義多個(gè)不同類型的結(jié)構(gòu)體的方式很相像，除了枚舉不使用 struct 關(guān)鍵字以及其所有成員都被組合在一起。

結(jié)構(gòu)體和枚舉還有另一個(gè)相似點(diǎn)：就像可以使用 impl 來為結(jié)構(gòu)體定義方法那樣，也可以在枚舉上定義方法。

    enum Op {
        Name(String),
        Time(i32),
        People { name: String, age: i32 },
    }

    impl Op {
        fn say(&self) {}
    }

讓我們看看標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的另一個(gè)非常常見且實(shí)用的枚舉：Option。

1.1 Option 枚舉和其相對(duì)于空值的優(yōu)勢(shì)

這一部分會(huì)分析一個(gè) Option 的案例，Option 是標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)定義的另一個(gè)枚舉。Option 類型應(yīng)用廣泛因?yàn)樗幋a了一個(gè)非常普遍的場(chǎng)景，即一個(gè)值要么有值要么沒值。

例如，如果請(qǐng)求一個(gè)非空列表的第一項(xiàng)，會(huì)得到一個(gè)值，如果請(qǐng)求一個(gè)空的列表，就什么也不會(huì)得到。從類型系統(tǒng)的角度來表達(dá)這個(gè)概念就意味著編譯器需要檢查是否處理了所有應(yīng)該處理的情況，這樣就可以避免在其他編程語言中非常常見的 bug。

編程語言的設(shè)計(jì)經(jīng)常要考慮包含哪些功能，但考慮排除哪些功能也很重要。Rust 并沒有很多其他語言中有的空值功能。空值（Null ）是一個(gè)值，它代表沒有值。在有空值的語言中，變量總是這兩種狀態(tài)之一：空值和非空值。

然而，空值嘗試表達(dá)的概念仍然是有意義的：空值是一個(gè)因?yàn)槟撤N原因目前無效或缺失的值。

問題不在于概念而在于具體的實(shí)現(xiàn)。為此，Rust 并沒有空值，不過它確實(shí)擁有一個(gè)可以編碼存在或不存在概念的枚舉。這個(gè)枚舉是 Option<T>，而且它定義于標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中，如下：

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

Option<T> 也仍是常規(guī)的枚舉，Some(T) 和 None 仍是 Option<T> 的成員。<T> 語法是一個(gè)我們還未講到的 Rust 功能。它是一個(gè)泛型類型參數(shù)，所以你需要知道的就是 <T> 意味著 Option 枚舉的 Some 成員可以包含任意類型的數(shù)據(jù)，同時(shí)每一個(gè)用于 T 位置的具體類型使得 Option<T> 整體作為不同的類型。這里是一些包含數(shù)字類型和字符串類型 Option 值的例子：

 enum Option<T> {
        None,
        Some(T),
    }
 let some_number = Some(5000);
 let some_char = Some('e');
 let some_boolean = Some(true);

讓我們?cè)倏匆幌氯缦率纠x如下2個(gè)值進(jìn)行相加會(huì)怎么樣？

fn main() {
    enum Option<T> {
        None,
        Some(T),
    }
    let some_number: i8 = 5;

    let absent_number: Option<i8> = Some(5);

    let plus = some_number + absent_number;
}

運(yùn)行結(jié)果如下所示：

在這里有2個(gè)嚴(yán)重的問題：

第一個(gè)問題是let absent_number: Option<i8> = Some(5); 在這里賦值的時(shí)候會(huì)報(bào)錯(cuò)，這2個(gè)類型名看起來很像，但實(shí)際上是不同的類型，無法進(jìn)行賦值操作。

第二個(gè)是不同類型進(jìn)行相加的時(shí)候，當(dāng)在 Rust 中擁有一個(gè)像 i8 這樣類型的值時(shí)，編譯器確保它總是有一個(gè)有效的值。我們可以自信使用而無需做空值檢查。只有當(dāng)使用 Option<i8>（或者任何用到的類型）的時(shí)候需要擔(dān)心可能沒有值，而編譯器會(huì)確保我們?cè)谑褂弥抵疤幚砹藶榭盏那闆r。

 2、match 控制流結(jié)構(gòu)

Rust 有一個(gè)叫做 match 的極為強(qiáng)大的控制流運(yùn)算符，它允許我們將一個(gè)值與一系列的模式相比較，并根據(jù)相匹配的模式執(zhí)行相應(yīng)代碼。模式可由字面值、變量、通配符和許多其他內(nèi)容構(gòu)成；

我們看一下如下示例，能夠更清楚的明白match的作用：

fn main() {
    enum Coin {
        Penny,
        Nickel,
        Dime,
        Quarter,
    }

    fn value_in_cents(coin: Coin) -> u8 {
        match coin {
            Coin::Penny => 1,
            Coin::Nickel => 5,
            Coin::Dime => 10,
            Coin::Quarter => 25,
        }
    }
    let res = value_in_cents(Coin::Nickel);
    print!("result {}", res)  // result 5
}

match 的作用，其他跟其他語言（例如，JavaScript）中的switch差不多，以上代碼中，方法接收了一個(gè)枚舉類型，match根據(jù)枚舉類型的不同成員來返回的不同的值，類似不同的分支，符合條件的分支，才會(huì)被最后返回，如果匹配到了某一個(gè)分支，想在執(zhí)行其他邏輯的時(shí)候，可以加一對(duì)花括號(hào)，在里面寫對(duì)應(yīng)的邏輯即可。

    fn value_in_cents(coin: Coin) -> u8 {
        match coin {
            Coin::Penny => {
                print!("res： 執(zhí)行到這了");
                1
            }
            Coin::Nickel => 5,
            Coin::Dime => 10,
            Coin::Quarter => 25,
        }
    }

2.1 匹配 Option<T>

下面編寫一個(gè)函數(shù)，它獲取一個(gè) Option<i32> ，如果其中含有一個(gè)值，將其加一。如果其中沒有值，函數(shù)應(yīng)該返回 None 值。

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);
    println!("{:?}  {:?}   {:?}", five, six, none)  // Some(5)  Some(6)   None

2.2 匹配是窮盡的

match 還有另一方面需要討論：這些分支必須覆蓋了所有的可能性。否則不能進(jìn)行編譯。

fn plus_one(x: Option<i32>) -> Option<i32> {
        match x {
            Some(i) => Some(i + 1),
        }
    }

根據(jù)上面錯(cuò)誤提示，我們知道Rust中match匹配必須是窮盡的，否則無法編譯通過。

2.3 通配模式和 _ 占位符

我們看一下如下示例：

fn main() {
    let dice_roll = 9;
    match dice_roll {
        3 => 3,
        7 => 7,
        hello => 9,
    };
}

3和7會(huì)匹配對(duì)應(yīng)的值，定義一個(gè)變量例如：hello，則可以匹配其他任意情況下的值。

即使我們沒有列出 u8 所有可能的值，這段代碼依然能夠編譯，因?yàn)樽詈笠粋€(gè)模式將匹配所有未被特殊列出的值。這種通配模式滿足了 match 必須被窮盡的要求。請(qǐng)注意，我們必須將通配分支放在最后，因?yàn)槟Ｊ绞前错樞蚱ヅ涞摹Ｈ绻覀冊(cè)谕ㄅ浞种Ш筇砑悠渌种?，Rust 將會(huì)警告我們，因?yàn)榇撕蟮姆种в肋h(yuǎn)不會(huì)被匹配到。

Rust 還提供了一個(gè)模式，當(dāng)我們不想使用通配模式獲取的值時(shí)，請(qǐng)使用 _ ，這是一個(gè)特殊的模式，可以匹配任意值而不綁定到該值。這告訴 Rust 我們不會(huì)使用這個(gè)值，所以 Rust 也不會(huì)警告我們存在未使用的變量。

fn main() {
    let dice_roll = 9;
    match dice_roll {
        3 => 3,
        7 => 7,
        _ => 9,
    };
}

當(dāng)我們匹配到其他情況，這種情況下我們不想運(yùn)行任何代碼?？梢苑祷匾粋€(gè)空元組，如下所示：

fn main() {
    let dice_roll = 9;

    match dice_roll {
        3 => three(),
        7 => seven(),
        _ => (),
    }
    fn three() {}
    fn seven() {}
}

3、if let 簡(jiǎn)潔控制流

我們先看一個(gè)示例：

fn main() {
    let config_max = Some(3u8);
    match config_max {
        Some(max) => println!("The maximum is configured to be {}", max),
        _ => (),
    }
}

如果值是 Some，我們希望打印出 Some 成員中的值，這個(gè)值被綁定到模式中的 max 變量里。對(duì)于 None 值我們不希望做任何操作。為了滿足 match 表達(dá)式（窮盡性）的要求，必須在處理完這唯一的成員后加上 _ => ()，這樣也要增加很多煩人的樣板代碼。

為了簡(jiǎn)化代碼，可以使用if let 來簡(jiǎn)化一下：

fn main() {
    let config_max = Some(3u8);
    if let Some(max) = config_max {
        println!("res {}", max)
    }
}

使用 if let 意味著編寫更少代碼，更少的縮進(jìn)和更少的樣板代碼。然而，這樣會(huì)失去 match 強(qiáng)制要求的窮盡性檢查。match 和 if let 之間的選擇依賴特定的環(huán)境以及增加簡(jiǎn)潔度和失去窮盡性檢查的權(quán)衡取舍。

換句話說，可以認(rèn)為 if let 是 match 的一個(gè)語法糖，它當(dāng)值匹配某一模式時(shí)執(zhí)行代碼而忽略所有其他值。

至于下環(huán)線匹配的模式，可以通過if let else 來實(shí)現(xiàn)，如下所示：

fn main() {
    let mut count = 0;
    let config_max = Some(3u8);
    if let Some(max) = config_max {
        println!("res {}", max)
    } else {
        count += 1;
    }
}

到此這篇關(guān)于Rust 枚舉和模式匹配的實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Rust 枚舉和模式匹配內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！ 

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