rust编程-通用编程概念（chapter 3.1）

目录

1. 变量和可变（可修改）性

---

本章节介绍编程语言中一些通用的，rust中也存在的概念。例如：变量、基础类型、函数、注释、控制流 。这些是Rust语言的基石。

像其他编程语言一样，Rust同样包含一组预留的关键词集合。定义变量或函数名时不能使用这些预留关键词。一部分关键词是已定义包含特殊语义的token，另一部分是预留以后使用的。

1. 变量和可变（可修改）性

默认定义中，变量是不可变的。 这个是Rust与其它编程语言极大的区别之一，该特性使得rust在安全性和并发编程中具有优势。但仍然可以通过使用mut 关键词使变量可修改。

变量不可变，意味着不能改变该变量的值。如下代码，通过cargo new varibales创建的rust工程。

// src/main.rs
fn main() {
    let x = 5;
    println!("The value of x is: {}", x);
    x = 6;
    println!("The value of x is: {}", x);
}

cargo构建会报编译错误，如下：

# cargo build
   Compiling variables v0.1.0 (/doc/jiangxiaoqing/rust/chapter3/variables)
error[E0384]: cannot assign twice to immutable variable `x`
 --> src/main.rs:5:5
  |
3 |     let x = 5;
  |         -
  |         |
  |         first assignment to `x`
  |         help: consider making this binding mutable: `mut x`
4 |     println!("The value of x is: {}", x);
5 |     x = 6;
  |     ^^^^^ cannot assign twice to immutable variable
 
For more information about this error, try `rustc --explain E0384`.
error: could not compile `variables` due to previous error

无法对不可变变量x进行二次赋值操作。

Rust编程语言设计思想认为：应该区分不可变和可变变量，从而减少运行时不同代码或线程误操作修改变量而引起bug的发生。这种bug通常是难以追踪和定位的，因此Rust在编译时即可做到检查此种类型的不安全操作。

Rust编译器确保对不可变变量声明后，该变量不会发生值变更。（如何做到？编译期间记录并追踪每一个变量符号的不可变性以及修改操作？）

通过将变量声明成mut的可变类型，可以使得变量可变，可变变量意义重大。指定mut实际提示变量的读写方，其它的代码可能会随时改变变量的值。

fn main() {
    // let x = 5;
    let mut x = 5;
    println!("The value of x is: {}", x);
    x = 6;
    println!("The value of x is: {}", x);
}

不可变变量的设计和使用除了要考虑了“容易引入bug”的问题，也考虑了其它方面的折中。使用大型数据结构的情况下，就地更改实例可能比复制和返回新分配的实例更快，不宜使用不可变类型；对于更小的数据结构，直接创建新的变量实例，以函数式的编程风格更容易被接受，获得这种清晰性比起降低些许性能的代价是值得的。

• const定义的常量

常量和不可变变量有区别：

1）常量不能用mut修饰，永不可变

2）用const而非用let来定义常量

3）常量类型在定义时必须指定，不能省略

4）常量定义时赋值，且必须是常量表达式

按照rust的惯例，常量名用大写，如下：

const THREE_HOURS_IN_SECONDS:u32 =  60 * 60 * 3;
println!("The const value is: {}", THREE_HOURS_IN_SECONDS);

• 变量作用域和变量覆盖

如同C++语言，rust变量在也存在{}内作用域变量，此外，相同作用域中同名变量，后者会覆盖前者。

    let y = 5;
 
    let y = y + 1;
 
    {
        let y = y * 2;
        println!("The value of y in the inner scope is: {}", y);
    }
 
    println!("The value of y is: {}", y);
    
    let spaces = "   ";
    // change variable type
    let spaces = spaces.len();

变量覆盖不同于mut可变变量，变量覆盖是定义新变量，且可以更改同名新变量的类型。

整体代码如下：

 
fn main() {
    // let x = 5;
    let mut x = 5;
    println!("The value of x is: {}", x);
    x = 6;
    println!("The value of x is: {}", x);
    const THREE_HOURS_IN_SECONDS:u32 =  60 * 60 * 3;
    println!("The const value is: {}", THREE_HOURS_IN_SECONDS);
 
    let y = 5;
    let y = y + 1;
    {
        let y = y * 2;
        println!("The value of y in the inner scope is: {}", y);
    }
    println!("The value of y is: {}", y);
 
    let spaces = "   ";
    // change variable type
    let spaces = spaces.len();
    println!("The value of spaces is: {}", spaces);
}

关于作者：

犇叔，浙江大学计算机科学与技术专业，研究生毕业，而立有余。先后在华为、阿里巴巴和字节跳动，从事技术研发工作，资深研发专家。主要研究领域包括虚拟化、分布式技术和存储系统（包括CPU与计算、GPU异构计算、分布式块存储、分布式数据库等领域）、高性能RDMA网络协议和数据中心应用、Linux内核等方向。

专业方向爱好：数学、科学技术应用

关注犇叔，期望为您带来更多科研领域的知识和产业应用。

内容坚持原创，坚持干货有料。坚持长期创作，关注犇叔不迷路