Rust编程语言入门之模式匹配

模式匹配模式模式是Rust中的一种特殊语法,用于匹配复杂和简单类型的结构将模式与匹配表达式和其他构造结合使用,可以更好地控制程序的控制流模式由以下元素(的一些组合)组成:字面值解构的数组、enum、struct和tuple变量通配符占位符想要使用模式,需要将其与某个值

模式匹配

模式

  • 模式是Rust中的一种特殊语法,用于匹配复杂和简单类型的结构
  • 将模式与匹配表达式和其他构造结合使用,可以更好地控制程序的控制流
  • 模式由以下元素(的一些组合)组成:
    • 字面值
    • 解构的数组、enum、struct 和 tuple
    • 变量
    • 通配符
    • 占位符
  • 想要使用模式,需要将其与某个值进行比较:
    • 如果模式匹配,就可以在代码中使用这个值的相应部分

一、用到模式(匹配)的地方

match 的 Arm

match VALUE {
  PATTERN => EXPRESSION,
  PATTERN => EXPRESSION,
  PATTERN => EXPRESSION,
}
  • match 表达式的要求:
    • 详尽(包含所有的可能性)
  • 一个特殊的模式:_(下划线):
    • 它会匹配任何东西
    • 不会绑定到变量
    • 通常用于 match 的最后一个 arm;或用于忽略某些值。

条件 if let 表达式

  • if let 表达式主要是作为一种简短的方式来等价的代替只有一个匹配项的 match
  • if let 可选的可以拥有 else,包括:
    • else if
    • else if let
  • 但,if let 不会检查穷尽性
fn main() {
  let favorite_color: Option<&str> = None;
  let is_tuesday = false;
  let age: Result<u8, _> = "34".parse();

  if let Some(color) = favorite_color {
    println!("Using your favorite color, {}, as the background", color);
  } else if if_tuesday {
    println!("Tuesday is green day!");
  } else if let Ok(age) = age {
    if age > 30 {
      println!("Using purple as the background color");
    } else {
      println!("Using orange as the background color");
    }
  } else {
    println!("Using blue as the background color");
  }
}

While let 条件循环

  • 只要模式继续满足匹配的条件,那它允许 while 循环一直运行
fn main() {
  let mut stack = Vec::new();

  stack.push(1);
  stack.push(2);
  stack.push(3);

  while let Some(top) = stack.pop() {
    println!("{}", top);
  }
}

for 循环

  • for 循环是Rust 中最常见的循环
  • for 循环中,模式就是紧随 for 关键字后的值
fn main() {
  let v = vec!['a', 'b', 'c'];

  for (index, value) in v.iter().enumerate() {
    println!("{} is at index {}", value , index);
  }
}

Let 语句

  • let 语句也是模式
  • let PATTERN = EXPRESSION
fn main() {
  let a = 5;

  let (x, y, z) = (1, 2, 3);

  let (q, w) = (4, 5, 6); // 报错 类型不匹配 3 2
}

函数参数

  • 函数参数也可以是模式
fn foo(x: i32) {
  // code goes here
}

fn print_coordinates(&(x, y): &(i32, i32)) {
  println!("Current location: ({}, {})", x, y);
}

fn main() {
  let point = (3, 5);
  print_coordinates(&point);
}

二、可辩驳性:模式是否会无法匹配

模式的两种形式

  • 模式有两种形式:可辨驳的、无可辩驳的
  • 能匹配任何可能传递的值的模式:无可辩驳的
    • 例如:let x = 5;
  • 对某些可能得值,无法进行匹配的模式:可辩驳的
    • 例如:if let Some(x) = a_value
  • 函数参数、let 语句、for 循环只接受无可辩驳的模式
  • if let 和 while let 接受可辨驳和无可辩驳的模式
fn main() {
  let a: Option<i32> = Some(5);
  let Some(x) = a: // 报错 None
  if let Some(x) = a {}
  if let x = 5 {} // 警告
}

三、模式语法

匹配字面值

  • 模式可直接匹配字面值
fn main() {
  let x = 1;

  match x {
    1 => println!("one"),
    2 => println!("two"),
    3 => println!("three"),
    _ => println!("anything"),
  }
}

匹配命名变量

  • 命名的变量是可匹配任何值的无可辩驳模式
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);
}

多重模式

  • 在match 表达式中,使用 | 语法(就是或的意思),可以匹配多种模式
fn main() {
  let x = 1;

  match x {
    1 | 2 => println!("one or two"),
    3 => println!("three"),
    _ => println!("anything"),
  }
}

使用 ..= 来匹配某个范围的值

fn main() {
  let x = 5;
  match x {
    1..=5 => println!("one through five"),
    _ => println!("something else"),
  }

  let x = 'c';
  match x {
    'a' ..='j' => println!("early ASCII letter"),
    'k' ..='z' => println!("late ASCII letter"),
    _ => println!("something else"),
  }
}

解构以分解值

  • 可以使用模式来解构 struct、enum、tuple,从而引用这些类型值的不同部分
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);

  let Point {x, y} = p;
  assert_eq!(0, x);
  assert_eq!(7, y);

  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),
  }
}

解构 enum

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);
    }
  }
}

解构嵌套的 struct 和 enum

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::ChangeClolr(Color::Rgb(r, g, b)) => {
      println!("Change the color to red {}, green {}, and blur {}", r, g, b)
    }
    Message::ChangeColor(Color::Hsv(h, s, v)) => {
      println!("Change the color to hue {}, saturation {}, and value {}", h, s, v)
    }
    _ => (),
  }
}

解构 struct 和 tuple

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

fn main() {
  let ((feet, inches), Point {x, y}) = ((3, 10), Point {x: 3, y: -10});
}

在模式中忽略值

  • 有几种方式可以在模式中忽略整个值或部分值:
    • _
    • _ 配合其它模式
    • 使用以 _ 开头的名称
    • .. (忽略值的剩余部分)

使用 _ 来忽略整个值

fn foo(_: i32, y: i32) {
  println!("This code only uses the y parameter: {}", y);
}

fn main() {
  foo(3, 4);
}

使用嵌套的 _ 来忽略值的一部分

fn main() {
  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);

  let numbers = (2, 4, 6, 8, 16, 32);

  match numbers {
    (first, _, third, _, fifth) => {
      println!("Some numbers: {}, {}, {}", first, third, fifth)
    }
  }
}

通过使用 _ 开头命名来忽略未使用的变量

fn main() {
  let _x = 5;
  let y = 10;  // 创建未使用 警告

  let s = Some(String::from("Hello"));

  if let Some(_s) = s { // if let Some(_) = s {
    println!("found a string");
  }

  println!("{:?}", s); // 报错 
}

使用 .. 来忽略值的剩余部分

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

fn main() {
  let origin = Point {x: 0, y: 0, z: 0};
  match origin {
    Point {x, ..} => println!("x is {}", x),
  }

  let numbers = (2, 4, 8, 16, 32);
  match numbers {
    (first, .., last) => {
      println!("Some numbers: {}, {}", first, last);
    }
  }

  match numbers {
    (.., second, ..) => {  // 报错
      println!("Some numbers: {}", second)
    },
  }
}

使用 match 守卫来提供额外的条件

  • match 守卫就是 match arm 模式后额外的 if 条件,想要匹配该条件也必须满足
  • match 守卫适用于比单独的模式更复杂的场景

例子一:

fn main() {
  let num = Some(4);

  match num {
    Some(x) if x < 5 => println!("less than five: {}", x),
    Some(x) => println!("{}", x),
    None => (),
  }
}

例子二:

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);
}

例子三:

fn main() {
  let x = 4;
  let y = false;

  match x {
    4 | 5 | 6 if y => println!("yes"),
    _ => println!("no"),
  }
}

@绑定

  • @ 符号让我们可以创建一个变量,该变量可以在测试某个值是否与模式匹配的同时保存该值
enum Message {
  Hello {id: i32},
}

fn main() {
  let msg = Message::Hello {id: 5};

  match msg {
    Message::Hello {
      id: id_variable @ 3..=7,
    } => {
      println!("Found an id in range: {}", id_variable)
    }
    Message::Hello {id: 10..=12} => {
      println!("Found an id in another range")
    }
    Message::Hello {id} => {
      println!("Found some other id: {}", id)
    }
  }
}
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寻月隐君
寻月隐君
0x750E...B6f5
不要放弃,如果你喜欢这件事,就不要放弃。如果你不喜欢,那这也不好,因为一个人不应该做自己不喜欢的事。