rust_basic_code/md_file/3.md

# 3

## Variables and Mutability

​	默认情况下，**变量是不可变的**。在没有使用mut的情况下，若重复修改变量的值会产生error[E0384]: cannot assign twice to immutable variable `x`。

### Constants

​	同不可能变量相同，常量的值也不可修改。但是常量不允许使用mut，常量不仅在默认情况下是不可变的--**它们始终是不可变的的**。定义常量使用const关键字，而且必须在初始化时赋值，值只能是一个常量表达式。

```rust
const THREE_HOURS_IN_SECONDS: u32 = 60 * 60 * 3;
```

 **Rust 的常量命名约定是全部使用大写字母，单词之间有下划线**。

### Shadowing

​	声明一个同名新变量，覆盖先前的变量。

![image-20221228144724096](C:\Users\admin\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20221228144724096.png)

![image-20221228144756450](C:\Users\admin\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20221228144756450.png)



​	shadowing和使用mut存在两点不同，使用mut是不会改变变量类型，而使用let实际上是创建了一个同名新变量。且此变量可以不为之前的类型。

​	如下第一个spaces变量是字符串类型，第二个spaces变量是数字类型。使用let可以减少重新起名。但用mut无法做到这种事。

```
	let spaces = "   ";
	let spaces = spaces.len();
```

​	运行时错误：mismatched types

```
    let mut spaces = "   ";
    spaces = spaces.len();
```



## Data Types

​	rust 中每个值都有特定的数据类型。scalar and compound。

​	rust 是一种***静态类型***语言,因此它必须在编译时知道所有变量的类型。编译器通常会根据值和使用它的方式来推断值的类型。但在存在多种类型的情况下，需指明具体类型。例如数字类型。

```
	let guess: u32 = "42".parse().expect("Not a number!");
```

### scalar

​	Scalar 用于表示单个值。rust中主要有四种类型：integers，floating-point numbers, Booleans, 以及characters。

#### integers

​	整数是没有小数部分的数字。i开头的为有符号的整数，u开头的为无符号的整数。

 

|  Length  | Signed | Unsigned |
| :------: | :----: | :------: |
|  8-bits  |   i8   |    u8    |
| 16-bits  |  i16   |   u16    |
| 32-bits  |  i32   |   u32    |
| 64-bits  |  i64   |   u64    |
| 128-bits |  i128  |   u128   |
|   arch   | isize  |  usize   |

​	当需要表示有符号数的时候，需使用Signed，有符号数使用二进制补码来存储（原码取反+1）。二者的取值范围如下：

![image-20221228164640003](C:\Users\admin\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20221228164640003.png)

|       进制       |    示例     |
| :--------------: | :---------: |
|     Decimal      |   98_222    |
|       Hex        |    0xff     |
|      Octal       |    0o77     |
|      Binary      | 0b1111_0000 |
| Byte (`u8` only) |    b'A'     |

![image-20221228170044008](C:\Users\admin\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20221228170044008.png)

注：数字间可以使用**_**为视觉分隔符。1_000的值等同于1000。



![image-20221229085022060](C:\Users\admin\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20221229085022060.png)

##### overflow

![image-20221229090856434](C:\Users\admin\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20221229090856434.png)

​	当使用u8类型时，值的范围为0-255，若将值赋为256，不管release还是debug都会报错 literal out of range for `u8 `。



![image-20221229100932401](C:\Users\admin\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20221229100932401.png)

​	但是要是换成此种写法，在debug mode下会产生不变，而在 release mode下，不会检查整数溢出，若发生溢出，Rust执行二进制补码进行包装，当值为u8类型时，256会变成0，257会变成1。程序不会panic，但是值可能不是期望值。

​	处理显式溢出，可以使用标准库的以下方法 [rust doc](https://doc.rust-lang.org/std/primitive.i32.html#method.overflowing_add)： 

1. wrapping_add 当overflow时，会自动回到最小值，结果和使用release相同，但是使用Wrapping包装类可以在debug模式下使用，同时避免出现不可预期的结果。		

![image-20221229103713797](C:\Users\admin\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20221229103713797.png)

2. 使用checked_add方法。会在溢出时返回None，方便定位是否产生溢出。

   ![image-20221229111802596](C:\Users\admin\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20221229111802596.png)

3，使用overflowing_add。此方法会返回一个结果和一个布尔值来定位是否溢出，相较于wrapping_add多一个是否溢出的标记。

![image-20221229112810102](C:\Users\admin\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20221229112810102.png)

4. 使用saturating_add。越界时数值为临界点的值。

![image-20221229113501276](C:\Users\admin\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20221229113501276.png)

#### Floating-Point Types

​	浮点数是带小数点的数字。Rust有f32和f64两种。浮点数都是有符号数，且默认为f64。

```
	fn main() {
    	let x = 2.0; // f64
    	let y: f32 = 3.0; // f32
	}

```



#### Numeric Operations

​	rust数字类型支持所有基本数学运算，整数除法时，结果取最接近0的整数。

![image-20221229160910795](C:\Users\admin\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20221229160910795.png)

#### The Boolean Type

​	布尔类型一个字节，有true和false两种值。可以隐式和显式声明。

```
fn main() {
    let t = true;

    let f: bool = false; // with explicit type annotation
}
```



#### The Character Type

​	char是rust最原始的类型。 字符型使用单引号指定文字，而非双引号。同时大小为4个字节，表示一个Unicode标量值，故而字符型不仅可以表示ASCII，也可以表示带音调的字母、中文、日文、韩文字符、emoji以及零宽空格。   

​	Unicode标量值的范围 U+0000 到 U+D7FF 和 U+E000 到 U+10FFFF（含）。字符于rust中比较特殊。

![image-20221229162843669](C:\Users\admin\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20221229162843669.png)



### compound Types

​	复合类型可以将多个值组合成一个类型。rust中有两种基本的符合类型：元组（tuples）和数组（arrays）。

#### The Tuple Type

​	元组是将多个具有多种类型的值组合成一个复合类型的通用方法。固定长度：声明后，它们的大小就不能增加或缩小。若要从元组中取单个值：1.通过模式匹配来解析元组值。 2.通过使用句点（.）后接索引来访问元素（从0开始）。

![image-20221229170443559](C:\Users\admin\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20221229170443559.png)

​	

​	当一个元组没有任何值，那么它拥有一个特殊的名字-> unit。 这个值及其对应的类型都写作(),表示空值或空返回类型。一般用于函数无返回值时。

```rust
fn say_hi() -> () {
    println!("Hi!");
}

// 显式返回
fn say_hi() -> () {
    println!("Hi!");
    return ();
}
```



#### The Array Type

​	数组每个元素必须具有相同的类型，Rust中数组具有固定长度。数组中的值在方括号内以逗号分隔。故而当数量固定时数组很有用。vector相较于数组更灵活，可以扩大或缩小大小。

![image-20221229173612760](C:\Users\admin\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20221229173612760.png)



![image-20221229173829051](C:\Users\admin\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20221229173829051.png)