Rust从入门到精通09-模式解构

Posted 2022-10-09

"Pattern Destructure" 是 Rust 中一个重要且实用的设计。通常翻译为 “模式解构”。

Destructure 单词翻译为把原来的结构肢解为单独的、原始的部分。

下面我们举例说明什么是模式解构：

fn main() 
    let tul = (1,"a",false);
    let (head,center,tail) = tul;
    println!("",head);//1
    println!("",center);//a
    println!("",tail);//false

第2行代码是构造；第3行代码是拆解，产生了三个新的变量。

Rust 的模式解构不仅出现在 let 语句中，还可以出现在 match、if let、while let、函数调用、闭包调用等情景中。

1、match

1.1 用于匹配多种取值

rustenum Direction
    East,
    West,
    South,
    North,

fn print(x:Direction)
    match x 
        Direction::East => 
            println!("East");
        
        Direction::West => 
            println!("West");
        
        Direction::South => 
            println!("South");
        
        Direction::North => 
            println!("North");
        
    

当一个类型有多种取值时，特别适合适用 match 表达式。可以等价于 if-else

1.2 必须匹配到每个分支exhaustive

exhuastive:彻底的，详尽的

对应到 match 表达式上，Rust 要求 match 需要对所有的情况做彻底的，无遗漏的匹配。比如对于上面的例子，我们删除一个匹配分支（East)

注意：编译器会保证 match 所有分支合起来一定覆盖了所有的情况，但是不保证各个分支重复的问题。

enum Direction
    East,
    West,
    South,
    North,

fn print(x:Direction)
    match x 
        Direction::West => 
            println!("West");
        
        Direction::South => 
            println!("South");
        
        Direction::North => 
            println!("North");
        
    

fn main() 
    print(Direction::West);

编译就会报错：

1.3 一个分支匹配多种类型 |

我们可以通过 | 在一个分支匹配多种情况；

enum Direction
    East,
    West,
    South,
    North,

fn print(x:Direction)
    match x 
        Direction::East => 
            println!("East");
        
        Direction::West | Direction::South  | Direction::North=> 
            println!("Other");
        
    

1.3 通配模式和 _ 占位符

有时候，我们并不知道到底有多少种匹配情况，这时候可能需要一个类似通配符，来匹配所有没有考虑的情况，从而避免编译失败。

fn print(x:Direction)
    match x 
        Direction::West => 
            println!("West");
        
        Direction::South => 
            println!("South");
        
        other => 
            println!("orther");
        

    

上面代码前面两个分支我们匹配了 West 和 South，剩下两个分支我们直接定义了一个名为 other 的变量（这个变量可以任意命名），它将匹配所有未被特殊列出来的值。

需要注意：我们必须将通配分支放在最后，因为模式是按顺序匹配的。如果我们在通配分支后添加其他分支，Rust 将会警告我们，因为此后的分支永远不会被匹配到。

除此之外，Rust 还推出了"_" 占位符来匹配所有情况。

enum Direction
    East,
    West,
    South,
    North,

fn print(x:Direction)
    match x 
        Direction::East => 
            println!("East");
        
        _ => 
            println!("other");
        
    

1.4 忽略匹配占位符 _

下划线除了用作 match 表达式中的分支额外匹配之外，还可以用来表示一个占位符，表示虽然匹配到了，但是忽略掉。

struct P(i32,i32,i32);
fn add(p:P) -> i32
    let P(x,_,y) = p;
    x+y

fn main() 
    let p = P(1,2,3);
    println!("",add(p));//4

我们只想求元祖结构体P的第一个和末尾数据之和，所以中间的数据可以通过_ 忽略掉。

1.5 match guards 匹配看守

match 和 if 配合一起使用。

enum OptionalInt
    Value(i32),
    Missing,

fn match_if(op:OptionalInt)
    match op 
        OptionalInt::Value(i) if i > 10 => println!("big int")
        OptionalInt::Missing => println!("not int")
    

但是上面这段代码会编译错误，提示没有覆盖所有的情况。（如果移除 if 条件，是正常编译的）

那么如何修改这个问题呢？我们增加 if 匹配条件看看：

fn match_if(op:OptionalInt)
    match op 
        OptionalInt::Value(i) if i > 10 => println!("big int"),
        OptionalInt::Value(i) if i<= 10 => println!("get int"),
        OptionalInt::Missing => println!("not int"),
    

发现还是编译失败。

我们已经通过 if 覆盖了所有的情况，但是还是不能编译通过，这其实也是 rust 编译器目前无法做到的，它毕竟不是一个完整的数学解析器。

这种情况下，我们加个下划线匹配就可以了。

fn match_if(op:OptionalInt)
    match op 
        OptionalInt::Value(i) if i > 10 => println!("big int"),
        OptionalInt::Value(i) if i<= 10 => println!("get int"),
        _ => println!("没有特殊意义"),
        OptionalInt::Missing => println!("not int"),
    

2、if-let

比如有一个类型为 Option 的变量 val，我们要取出里面的值。

①、使用match表达式

fn getOptionVal(str:Option<String>) -> String
    match str 
        Some(x) => x,
        None => panic!("called `Option::unwrap()` on a `None` value")
    


fn main() 
    let val = Some("ab".into());
    println!("",getOptionVal(val));//ab

②、if 表达式

fn getOptionVal(str:Option<String>) -> String
    if str.is_some()
        return str.unwrap();
    
    panic!("called `Option::unwrap()` on a `None` value")

fn main() 
    let val = Some("ab".into());

    println!("",getOptionVal(val));//ab

③、if-let

fn getOptionVal(str:Option<String>) -> String
    if let Some(x) = str
        return x;
    
    panic!("called `Option::unwrap()` on a `None` value")

fn main() 
    let val = Some("ab".into());
    println!("",getOptionVal(val));//ab

第二种方法（if 表达式）取值分两步，第一步调用 is_some()判断，第二步调用unwrap()取值；

而if-let 看上去就简洁很多，但是和 if 表达式相比并没有效率上的差别，只是rust提供的一个语法糖。