09.Struct

结构体的命名规则一般遵循 PascalCase 模式。

PascalCase 模式：各单词首字母大写，单词之间没有空格或下划线。

结构体的定义

struct User {
    email: String,
    username: String,
    active: bool,
    sign_in_count: u64,
}

每个字段包含一个名称和类型。只有当结构体被声明后，后续才能够使用该结构体，使用结构体的例子如下：

let mut user1 = User {
    email: String::from("someone@example.com"),
    username: String::from("admin123"),
    active: true,
    sign_in_count: 1,
};

可以直接修改结构体中某字段的值（前提是定义的结构体是可变类型），使用点式访问法访问结构体中的字段：

user1.email = String::from("someone@outlook.com");

结构体的应用

函数返回结构体

写一个函数，返回的值是结构体：

fn build_user(email: String, username: String) -> User {
    User {
        email,
        username,
        active: true,
        sign_in_count: 1,
    }
}

注意，当原本的结构体的字段名称和值（来自函数的参数）的名称相同时，可以直接写函数的参数：

如果除了某个字段（如 email）外，其他字段都和某个结构体相同，则以下是简便的声明方法：

let mut user2 = User {
    email: String::from("someone@123.com"),
    ..user1 // user1 的 email 字段被 user2 覆盖
};

如果使用上述的声明方法，则：

• 使用 ..user1 ，user1 的字段的所有权会被转移给 user2（除非实现了 Copy trait）。
• 转移是完全的，user1 现在不能再访问这些字段。
• 对于 email 字段，由于在 user2 中提前定义了 email 字段，因此在执行 ..user1 时，user1 的 email 字段的所有权不会被转移，后续仍可通过 user1.email 访问 user1 的 email 字段。

结构体的借用

案例：

struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
    z: i32,
}

fn main() {
    let mut p = Point { x: 1, y: 2, z: 3 };
    let x = &mut p.x;  // 执行此行完毕后，p 失去所有权限（包括读）
    // print_point(&p);  // 此处传入的是不可变引用，rust 不允许变量同时拥有可变和不可变引用
    // 此时 p 中元素已被可变借用，因此 p 不可再被借用，即使是可变借用也不行
    p.y = 3;  // 但 p 中的其他元素可以被访问，因为只存在对 x 的借用，不会影响其他元素
    *x += 1;
    print_point(&p);  // 所有借用使用完毕，可以对 p 进行借用
}

fn print_point(p: &Point) {
    println!("{}, {}, {}", p.x, p.y, p.z);
}

输出：

2, 3, 3

Tuple Struct

元组结构体，字段只有类型，没有名称，声明如下：

struct Color(i32, i32, i32);

let black = Color(0, 0, 0);

打印结构体

打印结构体需要对结构体开启 debug 模式，然后占位符使用 :? ，如下：

#[derive(Debug)]
struct User {
    email: String,
    username: String,
    active: bool,
    sign_in_count: u64,
}

println!("结构体 user2:\n{:?}", user2);
println!("美化结构体打印 user2:\n{user2:#?}");  // 在 : 和 ? 之间加上 #

输出：

结构体 user2:
User { email: "someone@123.com", username: "admin123", active: true, sign_in_count: 1 }
美化结构体打印 user2:
User {
    email: "someone@123.com",
    username: "admin123",
    active: true,
    sign_in_count: 1,
}

重点习题讲解

习题 1

以下代码能否通过编译？

struct Point3 {
    x: i32,
    y: i32,
}
impl Point3 {
    fn get_x(&mut self) -> &mut i32 {
        &mut self.x
    }
}

let mut p2 = Point3 { x: 1, y: 2 };
let x = p2.get_x();
*x += 1;
println!("{} {}", *x, p2.y);

解答：

不能，因为当 x 通过 get_x() 方法获得 p2 中的 x 的可变借用时，由于 rust 的安全机制，其借用规则认为整个 p2 都被借用了（即使实际上只借用了其中的一个字段），因此在可变借用 x 的生命周期内，也不能对 p2 的其他部分（比如 p2.y）进行任何访问。

后续的 println! 中使用到了 x ，说明可变借用 x 的作用域还未结束，则此时也不能访问 p2 中的其他元素。