05-使用结构体组织相关联的数据

结构体定义、更新语法、impl 方法与关联函数的精要速成

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精要笔记 · 基于 TRPL 简体中文 第5章

使用结构体组织相关联的数据

结构体（struct）：自定义类型，把多个相关值命名组合在一起（类似 OOP 的数据属性）。

结构体的定义和实例化

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struct User {
    active: bool,
    username: String,
    email: String,
    sign_in_count: u64,
}

let user1 = User {
    email: String::from("someone@example.com"),
    username: String::from("someusername123"),
    active: true,
    sign_in_count: 1,
};

let email = user1.email;           // 点号访问
user1.active = false;              // 整个实例须 mut；不能单独 mut 字段
  • 字段顺序与实例化顺序无关。
  • 函数末尾构造 struct 可隐式返回。

使用字段初始化简写语法

参数名与字段名相同时：

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fn build_user(email: String, username: String) -> User {
    User {
        email,      // 等价 email: email
        username,
        active: true,
        sign_in_count: 1,
    }
}

使用结构体更新语法创建实例

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let user2 = User {
    email: String::from("another@example.com"),
    ..user1          // 其余字段从 user1 复制/移动，须放最后
};
  • 类似赋值：String 字段会 移动；Copy 字段（如 bool、u64）复制后 user1 仍可用。

使用元组结构体创建不同的类型

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struct Color(i32, i32, i32);
struct Point(i32, i32, i32);

let black = Color(0, 0, 0);
let origin = Point(0, 0, 0);
// Color 与 Point 是不同类型
  • 有类型名、无字段名；可解构 let Point(x, y, z) = origin; 或 .0 索引。

定义类单元结构体

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struct AlwaysEqual;

let subject = AlwaysEqual;
  • 无字段；常用于实现 trait 而无数据（第10章）。

结构体数据的所有权：字段通常用 String 等 owned 类型；存引用 &str 需 生命周期 标注（第10章）。

结构体示例程序

用 Rectangle 算面积：独立变量 → 元组 → 结构体。

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struct Rectangle {
    width: u32,
    height: u32,
}

fn area(rectangle: &Rectangle) -> u32 {
    rectangle.width * rectangle.height
}
  • 传 &Rectangle 借用，不移动所有权；字段访问不移动字段。

通过派生 trait 增加功能

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#[derive(Debug)]
struct Rectangle {
    width: u32,
    height: u32,
}

println!("rect1 is {rect1:?}");    // Debug
println!("rect1 is {rect1:#?}");  // 美化 Debug

let scale = 2;
let width = dbg!(30 * scale);     // 打印文件/行号/值，返回表达式值
dbg!(&rect1);
  • {} 需要 Display；结构体默认无，用 Debug + #[derive(Debug)]。
  • dbg! 输出到 stderr。

方法

方法：定义在 struct/enum/trait 上，第一个参数是 self。

方法语法

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impl Rectangle {
    fn area(&self) -> u32 {
        self.width * self.height
    }
}

let rect1 = Rectangle { width: 30, height: 50 };
println!("{}", rect1.area());
  • impl 块：关联类型与函数。
  • &self = self: &Self：不可变借用；&mut self 可变；self 取得所有权（少见）。
  • 方法与字段可同名：rect1.width() 是方法，rect1.width 是字段。

Rust 无 ->：方法调用时自动添加 & / &mut / * 匹配签名。

带有更多参数的方法

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impl Rectangle {
    fn can_hold(&self, other: &Rectangle) -> bool {
        self.width > other.width && self.height > other.height
    }
}

关联函数

  • impl 内 不以 self 为首参 的函数 = 关联函数（如 String::from）。
  • 常用作构造函数：
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impl Rectangle {
    fn square(size: u32) -> Self {
        Self { width: size, height: size }
    }
}

let sq = Rectangle::square(3);  // Type::function 语法

多个 impl 块

同一类型允许多个 impl 块（泛型/trait 场景常用）。

总结

  • Struct：命名字段组合数据；简写 / 更新语法 / 元组 struct / 单元 struct
  • 调试：#[derive(Debug)]、{:?}、dbg!
  • impl：方法（&self）与关联函数（Type::new()）
最后修改 July 30, 2026: 更新 (33710aaae)