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Rust 语言的变量数据类型#xff0c;主要包括整型、浮点型、字符、布尔型、元组、数组、字符串、枚举、结构体和可变变量等。
fn main() { // 整型 let integer: i32 100; println!(整型: {}, integer); // 浮点型 let floating_point: f64 3.1…变量类型
Rust 语言的变量数据类型主要包括整型、浮点型、字符、布尔型、元组、数组、字符串、枚举、结构体和可变变量等。
fn main() { // 整型 let integer: i32 100; println!(整型: {}, integer); // 浮点型 let floating_point: f64 3.14; println!(浮点型: {}, floating_point); // 字符 let character: char A; println!(字符: {}, character); // 布尔型 let boolean: bool true; println!(布尔型: {}, boolean); // 字符串 let string: String String::from(Hello, Rust!); println!(字符串: {}, string); // 数组 let array: [i32; 5] [1, 2, 3, 4, 5]; println!(数组: {:?}, array); // 元组 let tuple: (i32, f64, String) (10, 2.5, String::from(tuple)); println!(元组: {:?}, tuple); // 枚举 #[derive(Debug)]enum Color { Red, Green, Blue} let color: Color Color::Red; println!(枚举: {:?}, color); // 结构体#[derive(Debug)] struct Person { name: String, age: u32 } let person: Person Person { name: String::from(Alice), age: 30 }; println!(结构体: {:?}, person); // 可变变量 let mut mutable_variable 10; mutable_variable 20; println!(可变变量: {}, mutable_variable);
}所有权
Rust中每个值都有一个所有者。Rust 确保在变量离开作用域时值被清理。
fn main() { let s1 String::from(hello); let s2 s1; // s1 的所有权转移到 s2s1 不再有效println!({}, world!, s2); // Okprintln!({}, world!, s1); // Error
}这一点与C语言不同C语言中 s1 的值被复制到 s2 中s1仍然有效。
#include stdio.h
int main() { char* s1 hello; char* s2 s1; // s1 的所有权转移到 s2s1 不再有效printf(%s\n, s2); // Okprintf(%s\n, s1); // OKreturn 0;
}Rust 中的变量分为两种栈变量、堆变量。
栈变量存储在栈上堆变量存储在堆上。栈变量的大小是固定的而堆变量的大小是不固定的需要动态分配内存。
Rust 中的变量默认存储在栈上如果需要存储在堆上可以使用 BoxT 类型。 栈Stack局部变量、函数参数和函数返回值通常存储在栈上。这些变量具有明确的生命周期通常与它们所在的作用域相关。当变量离开其作用域时它们的内存会被自动释放。 堆Heap动态分配的数据如使用Box、String、Vec等类型创建的变量通常存储在堆上。这些变量具有更长的生命周期并且由 Rust 的垃圾回收器管理。当没有任何引用指向堆上的数据时垃圾回收器会释放该内存。 静态存储区静态变量和常量存储在静态存储区。这些变量的生命周期是整个程序的执行期间它们在程序开始执行时就被分配并在程序结束时才被释放。
在 Rust 中变量的内存存储方式主要受到它们的数据类型和所有权规则的影响。在前面的 Rust 代码中s1 和 s2 都是 String 类型的变量这意味着它们存储的是对堆上分配的字符串数据的引用。 #mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE {font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .edge-thickness-normal{stroke-width:2px;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .label text,#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .node rect,#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .node circle,#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .node ellipse,#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .node polygon,#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .node .label{text-align:center;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .edgeLabel{background-color:#e8e8e8;text-align:center;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:#e8e8e8;fill:#e8e8e8;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-TGAzGrAzNqEb5pjE :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;} 有效 栈:s1 堆:hello 图 1 图1 图1
当 s1 被创建时Rust 会在堆上分配内存来存储字符串 “hello”并将一个引用指针赋值给 s1。这个引用包含了指向堆上数据的地址信息。 #mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p {font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .edge-thickness-normal{stroke-width:2px;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .label text,#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .node rect,#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .node circle,#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .node ellipse,#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .node polygon,#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .node .label{text-align:center;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .edgeLabel{background-color:#e8e8e8;text-align:center;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:#e8e8e8;fill:#e8e8e8;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .cluster text{fill:#333;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p .cluster span{color:#333;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-svg-M63HLOMbMP42sO7p :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;} 悬空 有效 栈:s1 由Rust回收 栈:s2 堆:hello 图 2 图2 图2
当 s2 被创建并赋值为 s1 时根据 Rust 的所有权转移规则 s2 现在拥有了原来 s1 所拥有的数据的所有权。此时s1 不再拥有对这块内存的所有权它变成了一个悬空引用dangling reference指向一个不再有效的内存地址。
在 图2 中s1 悬空。s2 指向了堆上存储的字符串 “hello”。当 s2 离开作用域并被销毁时Rust 垃圾回收机制会确保释放这块堆上分配的内存。
在Rust中变量本身通常存储在栈上对于局部变量而它们指向的数据对于堆上分配的类型则存储在堆上。所有权转移确保了当引用离开作用域时相关的内存能够被正确地释放从而避免了内存泄漏。
为什么要有这种机制
Rust中的变量都是通过所有权ownership来管理的当一个变量离开其作用域时其占用的内存将被释放。这样可以避免内存泄漏和悬空指针的问题。
内存泄漏的主要原因是在程序中分配内存但忘记释放它。Rust中的变量在离开作用域时会自动释放其占用的内存因此不会发生内存泄漏。
悬空指针是指一个指针指向的内存已经被释放但指针仍然指向该内存地址。悬空指针会导致程序崩溃或产生其他错误。在Rust中变量在离开作用域时会自动释放其占用的内存因此不会发生悬空指针的问题。
当然安全性和灵活性之间需要进行权衡。在某些情况下手动管理内存可以减少内存分配和释放的开销从而提高程序的性能。但在其他情况下Rust的自动内存管理可能会导致额外的开销和复杂性。因此需要根据具体情况进行选择。
