【Rust 基础入门】(10) | 流程控制和模式匹配

1. 流程控制

流程控制是编写程序时的重要组成部分，它决定了程序的执行逻辑。Rust 提供了多种流程控制语句，包括 if 表达式、for 循环、while 循环和 loop 循环。合理使用这些结构可以使代码更加清晰、高效。

1.1 if 表达式

Rust 的 if 语句不仅可以用于条件判断，还可以作为表达式返回值：

fn main() {
    let number = 8;

    if number % 2 == 0 {
        println!("{} 是偶数", number);
    } else {
        println!("{} 是奇数", number);
    }

    let is_even = if number % 2 == 0 { "Yes" } else { "No" };
    println!("Is {} even? {}", number, is_even);
}

1.2 for 循环

for 语句通常用于遍历集合，并且比 while 更安全（避免数组越界）。

fn main() {
    let numbers = vec![10, 20, 30, 40, 50];

    for (index, value) in numbers.iter().enumerate() {
        println!("索引 {}: 值 {}", index, value);
    }
}

1.3 while 循环

while 语句在满足条件时执行循环，但可能会导致索引越界错误。

fn main() {
    let numbers = [3, 6, 9, 12, 15];
    let mut index = 0;

    while index < numbers.len() {
        println!("数组元素: {}", numbers[index]);
        index += 1;
    }
}

1.4 loop 循环

loop 适用于需要手动 break 退出的情况，可以结合 break 作为表达式返回值。

fn main() {
    let mut count = 0;

    let result = loop {
        count += 1;
        if count == 7 {
            break count * 2;
        }
    };

    println!("Loop 计算结果: {}", result);
}

1.5 跳过与中断

在 for 循环中，可以使用 continue 跳过本次迭代，break 终止循环。

fn main() {
    for num in 1..=5 {
        if num == 3 {
            println!("跳过 {}", num);
            continue;
        }
        if num == 5 {
            println!("中断循环");
            break;
        }
        println!("当前数字: {}", num);
    }
}

2. 模式匹配

Rust 的 match 语法允许对变量进行模式匹配，并执行相应的操作。

2.1 match 语法

match 语句必须覆盖所有可能情况，因此 _ 用于匹配未列出的情况。

fn main() {
    let day = "Monday";

    match day {
        "Monday" => println!("新的一周开始了！"),
        "Friday" => println!("周五快乐！"),
        _ => println!("只是普通的一天"),
    }
}

2.2 结构体解构匹配

在 match 语句中，我们可以解构结构体并提取值。

struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
}

fn main() {
    let point = Point { x: 5, y: -3 };

    match point {
        Point { x: 0, y: 0 } => println!("原点"),
        Point { x, y } if y > 0 => println!("({},{}) 位于上半平面", x, y),
        Point { x, y } => println!("点的坐标: ({},{})", x, y),
    }
}

2.3 枚举匹配

枚举类型可以通过 match 进行解构匹配。

enum TrafficLight {
    Red,
    Yellow,
    Green,
}

fn traffic_light_action(light: TrafficLight) {
    match light {
        TrafficLight::Red => println!("请停车！"),
        TrafficLight::Yellow => println!("准备起步！"),
        TrafficLight::Green => println!("可以通行！"),
    }
}

fn main() {
    let light = TrafficLight::Green;
    traffic_light_action(light);
}

2.4 if let 简化模式匹配

当只关心特定匹配时，可以使用 if let 进行简化。

fn main() {
    let some_value = Some(42);

    if let Some(x) = some_value {
        println!("匹配到的值: {}", x);
    }
}

3. 总结

• if 语句可以作为表达式返回值。
• for 循环更安全，避免了索引错误。
• while 适用于基于条件的循环，但可能有越界风险。
• loop 适用于无限循环，并可结合 break 返回值。
• match 语句可以匹配结构体、枚举等，必须穷举所有可能情况。
• if let 适用于只匹配某个特定值的情况，使代码更简洁。