Rust学习教程22 - 全模式列表
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Rust学习教程22 - 全模式列表相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
本文节选自<<Rust语言圣经>>一书
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全模式列表
在本书中我们已领略过许多不同类型模式的例子. 本节的目标就是把这些模式语法都罗列出来，方便大家检索查阅。
匹配字面值
let x = 1;
match x
1 => println!("one"),
2 => println!("two"),
3 => println!("three"),
_ => println!("anything"),
这段代码会打印 one 因为 x 的值是 1。如果希望代码获得特定的具体值，则该语法很有用。
匹配命名变量
在match一章中，我们有讲过变量覆盖的问题，这个在匹配命名变量时会遇到：
fn main()
let x = Some(5);
let y = 10;
match x
Some(50) => println!("Got 50"),
Some(y) => println!("Matched, y = :?", y),
_ => println!("Default case, x = :?", x),
println!("at the end: x = :?, y = :?", x, y);
让我们看看当 match 语句运行的时候发生了什么。第一个匹配分支的模式并不匹配 x 中定义的值，所以代码继续执行。
第二个匹配分支中的模式引入了一个新变量 y，它会匹配任何 Some 中的值。因为我们在 match 表达式的新作用域中，这是一个新变量，而不是开头声明为值 10 的那个 y。这个新的 y 绑定会匹配任何 Some 中的值，在这里是 x 中的值。因此这个 y 绑定了 x 中 Some 内部的值。这个值是 5，所以这个分支的表达式将会执行并打印出 Matched, y = 5。
如果 x 的值是 None 而不是 Some(5)，头两个分支的模式不会匹配，所以会匹配模式_。这个分支的模式中没有引入变量 x，所以此时表达式中的 x 会是外部没有被覆盖的 x。
一旦 match 表达式执行完毕，其作用域也就结束了，同理内部 y 的作用域也结束了。最后的 println! 会打印 at the end: x = Some(5), y = 10。
如果你不想引入变量覆盖，那么需要使用匹配守卫(match guard)的方式,稍后在匹配守卫提供的额外条件中会讲解。
单分支多模式
在 match 表达式中，可以使用 | 语法匹配多个模式，它代表 或的意思。例如，如下代码将 x 的值与匹配分支相比较，第一个分支有 或 选项，意味着如果 x 的值匹配此分支的任何一个模式，它就会运行：
let x = 1;
match x
1 | 2 => println!("one or two"),
3 => println!("three"),
_ => println!("anything"),
上面的代码会打印 one or two。
通过序列..= 匹配值的范围
在数值类型中我们有讲到一个序列语法，该语言不仅可以用循环中，还能用于匹配模式。
..= 语法允许你匹配一个闭区间序列内的值。在如下代码中，当模式匹配任何在此序列内的值时，该分支会执行：
let x = 5;
match x
1..=5 => println!("one through five"),
_ => println!("something else"),
如果 x 是 1、2、3、4 或 5，第一个分支就会匹配。这相比使用 | 运算符表达相同的意思更为方便；相比 1..=5，使用 | 则不得不指定 1 | 2 | 3 | 4 | 5。相反指定序列就简短的多，特别是在希望匹配比如从 1 到 1000 的数字的时候！
序列只允许用于数字或字符类型，因为编译器会在编译时检查序列不为空。字符和数字值是 Rust 仅有的可以判断范围是否为空的类型。
如下是一个使用字符类型序列的例子：
let x = 'c';
match x
'a'..='j' => println!("early ASCII letter"),
'k'..='z' => println!("late ASCII letter"),
_ => println!("something else"),
Rust 知道 c 位于第一个模式的序列内，并会打印出 early ASCII letter。
解构并分解值
也可以使用模式来解构结构体、枚举、元组和引用。
解构结构体
下面代码展示了如何用let解构一个带有两个字段 x 和 y 的结构体 Point：
struct Point
x: i32,
y: i32,
fn main()
let p = Point x: 0, y: 7 ;
let Point x: a, y: b = p;
assert_eq!(0, a);
assert_eq!(7, b);
这段代码创建了变量 a 和 b 来匹配结构体 p 中的 x 和 y 字段， 这个例子展示了模式中的变量名不必与结构体中的字段名一致。不过通常希望变量名与字段名一致以便于理解变量来自于哪些字段。
因为变量名匹配字段名是常见的，同时因为 let Point x: x, y: y = p; 包含了很多重复，所以对于匹配结构体字段的模式存在简写：只需列出结构体字段的名称，则模式创建的变量会有相同的名称。下例与上例有着相同行为的代码，不过 let 模式创建的变量为 x 和 y 而不是 a 和 b：
struct Point
x: i32,
y: i32,
fn main()
let p = Point x: 0, y: 7 ;
let Point x, y = p;
assert_eq!(0, x);
assert_eq!(7, y);
这段代码创建了变量 x 和 y，与结构体p 中的 x 和 y字段相匹配。其结果是变量 x 和 y 包含结构体 p 中的值。
也可以使用字面值作为结构体模式的一部分进行进行解构，而不是为所有的字段创建变量。这允许我们测试一些字段为特定值的同时创建其他字段的变量。
下文展示了固定某个字段的匹配方式：
# struct Point
# x: i32,
# y: i32,
#
#
fn main()
let p = Point x: 0, y: 7 ;
match p
Point x, y: 0 => println!("On the x axis at ", x),
Point x: 0, y => println!("On the y axis at ", y),
Point x, y => println!("On neither axis: (, )", x, y),
首先是match第一个分支，指定匹配y为0的Point；
然后第二个分支在第一个分支之后，匹配y不为0，x为0的Point;
最后一个分支匹配x不为0，y也不为0的Point.
在这个例子中，值 p 因为其 x 包含 0 而匹配第二个分支，因此会打印出 On the y axis at 7。
解构枚举
下面代码以Message枚举为例，编写一个 match 使用模式解构每一个内部值：
enum Message
Quit,
Move x: i32, y: i32 ,
Write(String),
ChangeColor(i32, i32, i32),
fn main()
let msg = Message::ChangeColor(0, 160, 255);
match msg
Message::Quit =>
println!("The Quit variant has no data to destructure.")
Message::Move x, y =>
println!(
"Move in the x direction and in the y direction ",
x,
y
);
Message::Write(text) => println!("Text message: ", text),
Message::ChangeColor(r, g, b) =>
println!(
"Change the color to red , green , and blue ",
r,
g,
b
)
这里老生重提一句话，模式匹配一样要类型相同，因此匹配Message::Move1,2这样的枚举值，就必须要用Message::Movex,y这样的同类型模式才行。
这段代码会打印出 Change the color to red 0, green 160, and blue 255。尝试改变 msg 的值来观察其他分支代码的运行。
对于像 Message::Quit 这样没有任何数据的枚举成员，不能进一步解构其值。只能匹配其字面值 Message::Quit，因此模式中没有任何变量。
对于另外两个枚举成员，就用相同类型的模式去匹配出对应的值即可。
解构嵌套的结构体和枚举
目前为止，所有的例子都只匹配了深度为一级的结构体或枚举。当然也可以匹配嵌套的项！
例如使用下面的代码来同时支持 RGB 和 HSV 色彩模式：
enum Color
Rgb(i32, i32, i32),
Hsv(i32, i32, i32),
enum Message
Quit,
Move x: i32, y: i32 ,
Write(String),
ChangeColor(Color),
fn main()
let msg = Message::ChangeColor(Color::Hsv(0, 160, 255));
match msg
Message::ChangeColor(Color::Rgb(r, g, b)) =>
println!(
"Change the color to red , green , and blue ",
r,
g,
b
)
Message::ChangeColor(Color::Hsv(h, s, v)) =>
println!(
"Change the color to hue , saturation , and value ",
h,
s,
v
)
_ => ()
match第一个分支的模式匹配一个Message::ChangeColor枚举成员，该枚举成员又包含了一个Color::Rgb的枚举成员，最终绑定了3个内部的i32值。第二个，就交给亲爱的读者来思考完成。
解构结构体和元组
甚至可以用复杂的方式来混合、匹配和嵌套解构模式。如下是一个复杂结构体的例子，其中结构体和元组嵌套在元组中，并将所有的原始类型解构出来：
struct Point
x: i32,
y: i32,
let ((feet, inches), Point x, y) = ((3, 10), Point x: 3, y: -10 );
这种将复杂类型分解匹配的方式，可以让我们单独得到感兴趣的值。
忽略模式中的值
有时忽略模式中的一些值是很有用的，比如在match中的最后一个分支使用_模式匹配剩余的所有值。 你也可以在另一个模式中使用 _ 模式，使用一个以下划线开始的名称，或者使用 .. 忽略所剩部分的值。
使用 _ 忽略整个值
虽然 _ 模式作为 match 表达式最后的分支特别有用，但是我们可以让它更有用。例如可以将其用于函数参数中：
fn foo(_: i32, y: i32)
println!("This code only uses the y parameter: ", y);
fn main()
foo(3, 4);
这段代码会完全忽略作为第一个参数传递的值 3，并会打印出 This code only uses the y parameter: 4。
大部分情况当你不再需要特定函数参数时，最好修改签名不再包含无用的参数。在一些情况下忽略函数参数会变得特别有用，比如实现特征时，当你需要特定类型签名但是函数实现并不需要某个参数时。此时编译器就不会警告说存在未使用的函数参数，就跟使用命名参数一样。
使用嵌套的 _ 忽略部分值
可以在一个模式内部使用_ 忽略部分值:
let mut setting_value = Some(5);
let new_setting_value = Some(10);
match (setting_value, new_setting_value)
(Some(_), Some(_)) =>
println!("Can't overwrite an existing customized value");
_ =>
setting_value = new_setting_value;
println!("setting is :?", setting_value);
这段代码会打印出 Can't overwrite an existing customized value 接着是 setting is Some(5)。
第一个匹配分支，我们不关心里面的值，只关心元组中两个元素的类型，因此对于Some中的值，直接进行忽略。
剩下的形如(Some(_),None)，(None, Some(_)), (None,None)形式，都由第二个分支_进行分配。
还可以在一个模式中的多处使用下划线来忽略特定值,如下所示，这里忽略了一个五元元组中的第二和第四个值：
let numbers = (2, 4, 8, 16, 32);
match numbers
(first, _, third, _, fifth) =>
println!("Some numbers: , , ", first, third, fifth)
,
老生常谈：模式匹配一定要类型相同，因此匹配numbers元组的模式，也必须有五个值。
这会打印出 Some numbers: 2, 8, 32, 值 4 和 16 会被忽略。
使用下划线开头忽略未使用的变量
如果你创建了一个变量却不在任何地方使用它, Rust 通常会给你一个警告，因为这可能会是个 bug。但是有时创建一个还未使用的变量是有用的，比如你正在设计原型或刚刚开始一个项目。这时你希望告诉 Rust 不要警告未使用的变量，为此可以用下划线作为变量名的开头:
fn main()
let _x = 5;
let y = 10;
这里得到了警告说未使用变量 y，至于x则并没有警告。
注意, 只使用 _ 和使用以下划线开头的名称有些微妙的不同：比如 _x 仍会将值绑定到变量，而 _ 则完全不会绑定。
let s = Some(String::from("Hello!"));
if let Some(_s) = s
println!("found a string");
println!(":?", s);
s是一个拥有所有权的动态字符串，在上面代码中，我们会得到一个错误，因为 s 的值会被转移给 _s， 在println!中再次使用s会报错:
error[E0382]: borrow of partially moved value: `s`
--> src/main.rs:8:22
|
4 | if let Some(_s) = s
| -- value partially moved here
...
8 | println!(":?", s);
| ^ value borrowed here after partial move
只使用下划线本身，则并不会绑定值，因为 s 没有被移动进 _：
let s = Some(String::from("Hello!"));
if let Some(_) = s
println!("found a string");
println!(":?", s);
用 .. 忽略剩余值
对于有多个部分的值，可以使用 .. 语法来只使用部分并忽略其它值，同时避免不得不每一个忽略值列出下划线。.. 模式会忽略模式中剩余的任何没有显式匹配的值部分.
struct Point
x: i32,
y: i32,
z: i32,
let origin = Point x: 0, y: 0, z: 0 ;
match origin
Point x, .. => println!("x is ", x),
这里列出了 x 值，接着使用了.. 模式来忽略其它字段，这样的写法要比一一列出其它字段，然后用_忽略简洁的多。
还可以用..来忽略中间的所有值：
fn main()
let numbers = (2, 4, 8, 16, 32);
match numbers
(first, .., last) =>
println!("Some numbers: , ", first, last);
,
这里用 first 和 last 来匹配第一个和最后一个值。.. 将匹配并忽略中间的所有值。
然而使用 .. 必须是无歧义的。如果期望匹配和忽略的值是不明确的，Rust 会报错。下面代码展示了一个带有歧义的 .. 例子，因此不能编译：
fn main()
let numbers = (2, 4, 8, 16, 32);
match numbers
(.., second, ..) =>
println!("Some numbers: ", second)
,
如果编译上面的例子，会得到下面的错误：
error: `..` can only be used once per tuple pattern // 每个元组模式只能使用一个`..'`
--> src/main.rs:5:22
|
5 | (.., second, ..) =>
| -- ^^ can only be used once per tuple pattern
| |
| previously used here // 上一次使用在这里
error: could not compile `world_hello` due to previous error ^^
Rust无法判断，second应该匹配numbers中的第几个元素，因此在这里使用两个..模式，是由很大歧义的！
匹配守卫提供的额外条件
匹配守卫（match guard）是一个位于 match 分支模式之后的额外 if 条件，它能为分支模式提供更进一步的匹配条件。
这个条件可以使用模式中创建的变量:
let num = Some(4);
match num
Some(x) if x < 5 => println!("less than five: ", x),
Some(x) => println!("", x),
None => (),
上例会打印出 less than five: 4。当 num 与模式中第一个分支比较时，因为 Some(4) 匹配 Some(x) 所以可以匹配。接着匹配守卫检查 x 值是否小于 5，因为 4 小于 5，所以第一个分支被选择。
相反如果 num 为 Some(10)，因为 10 不小于 5 所以第一个分支的匹配守卫为假。接着 Rust 会前往第二个分支，这会匹配因为它没有匹配守卫所以会匹配任何 Some 成员。
因为模式中无法提供类如if x < 5的表达能力，所以我们通过匹配守卫的方式来实现。
在之前, 我们提到可以使用匹配守卫来解决模式中变量覆盖的问题，那里 match 表达式的模式中新建了一个变量而不是使用 match 之外的同名变量。新变量意味着不能够测试外部变量的值，下面代码展示了如何使用匹配守卫修复这个问题。
fn main()
let x = Some(5);
let y = 10;
match x
Some(50) => println!("Got 50"),
Some(n) if n == y => println!("Matched, n = ", n),
_ => println!("Default case, x = :?", x),
println!("at the end: x = :?, y = ", x, y);
现在这会打印出 Default case, x = Some(5)。现在第二个匹配分支中的模式不会引入一个覆盖外部 y 的新变量 y，这意味着可以在匹配守卫中使用外部的 y。相比指定会覆盖外部 y 的模式 Some(y)，这里指定为 Some(n)。此新建的变量 n 并没有覆盖任何值，因为 match 外部没有变量 n。
匹配守卫 if n == y 并不是一个模式所以没有引入新变量。这个 y 正是 外部的 y 而不是新的覆盖变量 y，这样就可以通过比较 n 和 y 来表达寻找一个与外部 y 相同的值的概念了。
也可以在匹配守卫中使用 或 运算符 | 来指定多个模式，同时匹配守卫的条件会作用于所有的模式。下面代码展示了结合匹配守卫与使用了 | 的模式的优先级。这个例子中重要的部分是匹配守卫 if y 作用于 4、5 和 6，即使这看起来好像 if y 只作用于 6：
let x = 4;
let y = false;
match x
4 | 5 | 6 if y => println!("yes"),
_ => println!("no"),
这个匹配条件表明此分支值匹配 x 值为 4、5 或 6 同时 y 为 true 的情况。
虽然在第一个分支中，x匹配了模式4，但是对于匹配守卫if y来说，因为y是false，因此该守卫条件的值永远是false，也意味着第一个分支永远无法被匹配.
下面的文字图解释了匹配守卫作用于多个模式时的优先级规则,第一张是正确的：
(4 | 5 | 6) if y => ...
而第二张图是错误的
4 | 5 | (6 if y) => ...
可以通过运行代码时的情况看出这一点：如果匹配守卫只作用于由 | 运算符指定的值列表的最后一个值，这个分支就会匹配且程序会打印出 yes。
@ 绑定
@(读作at)运算符允许为一个字段绑定另外一个变量。下面例子中，我们希望测试 Message::Hello 的 id 字段是否位于 3..=7 范围内，同时也希望能将其值绑定到 id_variable 变量中以便此分支相关联的代码可以使用它。可以将 id_variable 命名为 id，与字段同名，不过出于示例的目的这里选择了不同的名称。
以上是关于Rust学习教程22 - 全模式列表的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章