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Rust 是一種靜態(tài)類型的編程語(yǔ)言，這意味著在編譯時(shí)必須知道所有變量的類型。雖然 Rust 能夠通過(guò)類型推斷來(lái)自動(dòng)推導(dǎo)類型，但在某些情況下，程序員仍需要顯式地指定數(shù)據(jù)類型。理解 Rust 的數(shù)據(jù)類型是編寫高效、可靠代碼的基礎(chǔ)。本文將詳細(xì)介紹 Rust 的數(shù)據(jù)類型，涵蓋標(biāo)量類型、復(fù)合類型以及如何在實(shí)際編程中使用它們。

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1. 標(biāo)量類型

標(biāo)量類型代表單一值。Rust 中的標(biāo)量類型包括：

• 整型（Integer）
• 浮點(diǎn)型（Floating-Point）
• 布爾型（Boolean）
• 字符型（Character）

1.1 整型

整型表示沒(méi)有小數(shù)部分的數(shù)字。Rust 提供了多種整型，支持不同的位數(shù)和符號(hào)類型。以下是 Rust 中的整型類型表：

長(zhǎng)度	有符號(hào)	無(wú)符號(hào)
8-bit	i8	u8
16-bit	i16	u16
32-bit	i32	u32
64-bit	i64	u64
128-bit	i128	u128
arch	isize	usize

• 有符號(hào)整數(shù)：支持負(fù)數(shù)和正數(shù)，例如 i32 表示一個(gè) 32 位的有符號(hào)整數(shù)，范圍從 -2,147,483,648 到 2,147,483,647。
• 無(wú)符號(hào)整數(shù)：僅支持非負(fù)數(shù)，例如 u8 表示一個(gè) 8 位的無(wú)符號(hào)整數(shù)，范圍從 0 到 255。
• isize 和 usize：它們的大小依賴于計(jì)算機(jī)的架構(gòu)（64 位或 32 位），通常用于數(shù)組索引等場(chǎng)景。

1.1.1整型字面值

Rust 支持不同形式的整型字面值：

• 十進(jìn)制：98_222
• 十六進(jìn)制：0xff
• 八進(jìn)制：0o77
• 二進(jìn)制：0b1111_0000
• 字節(jié)（僅限 u8）：b'A'

1.1.2整型溢出

Rust 在 debug 模式下會(huì)檢查整型溢出，并導(dǎo)致程序 panic。在 release 模式下，Rust 會(huì)進(jìn)行二進(jìn)制補(bǔ)碼包裝（即溢出回繞），使得溢出后的值重新從 0 開(kāi)始。如果需要顯式處理溢出，可以使用 Wrapping 類型。

1.2 浮點(diǎn)型

Rust 提供兩種浮點(diǎn)型，分別為 f32 和 f64：

• f32：單精度浮點(diǎn)數(shù)，占用 32 位。
• f64：雙精度浮點(diǎn)數(shù)，占用 64 位，提供更高的精度。

浮點(diǎn)數(shù)采用 IEEE-754 標(biāo)準(zhǔn)表示，通常情況下 f64 是默認(rèn)的浮點(diǎn)數(shù)類型，因?yàn)樗木容^高，但在性能上與 f32 相似。

fn main() {let x = 2.0; // f64let y: f32 = 3.0; // f32
}

1.3 布爾型

Rust 的布爾類型用 bool 表示，只有兩個(gè)值：true 和 false。布爾值常用于條件判斷和控制流。

fn main() {let t = true;let f: bool = false;
}

1.4 字符型

Rust 的字符類型用 char 表示，每個(gè)字符占用 4 個(gè)字節(jié)，并代表一個(gè) Unicode 標(biāo)量值。這意味著它可以表示比 ASCII 更多的字符，如拼音、中文、日文、emoji 等。

fn main() {let c = 'z';let z = '?';let heart_eyed_cat = '😻';
}

2. 復(fù)合類型

復(fù)合類型可以將多個(gè)值組合成一個(gè)類型。Rust 的復(fù)合類型包括：

• 元組（Tuple）
• 數(shù)組（Array）

2.1 元組

元組是一種將多個(gè)值組合成一個(gè)復(fù)合類型的方式，元組中的值可以是不同的類型。元組的長(zhǎng)度是固定的，不能動(dòng)態(tài)增加或減少。

fn main() {let tup: (i32, f64, u8) = (500, 6.4, 1);let (x, y, z) = tup;println!("The value of y is: {}", y);
}

元組可以通過(guò)模式匹配解構(gòu)，或者通過(guò)索引訪問(wèn)其中的元素：

fn main() {let tup = (500, 6.4, 1);let five_hundred = tup.0;let six_point_four = tup.1;let one = tup.2;
}

2.2 數(shù)組

數(shù)組是一種固定長(zhǎng)度的容器，所有元素類型相同。Rust 中的數(shù)組具有固定長(zhǎng)度，一旦聲明其長(zhǎng)度就不能改變。

fn main() {let a = [1, 2, 3, 4, 5];let first = a[0];let second = a[1];
}

數(shù)組的類型可以通過(guò)指定元素類型和長(zhǎng)度來(lái)標(biāo)注，例如：

let a: [i32; 5] = [1, 2, 3, 4, 5];
let b = [3; 5]; // 創(chuàng)建一個(gè)所有元素都為 3 的數(shù)組

2.2.1訪問(wèn)數(shù)組元素

可以通過(guò)索引來(lái)訪問(wèn)數(shù)組元素，但需要注意索引超出范圍時(shí)會(huì)導(dǎo)致程序 panic：

fn main() {let a = [1, 2, 3, 4, 5];let index = 10;let element = a[index]; // 這將導(dǎo)致 panicprintln!("The value of element is: {}", element);
}

Rust 會(huì)在運(yùn)行時(shí)檢查數(shù)組索引的有效性，避免無(wú)效內(nèi)存訪問(wèn)。

3. 總結(jié)

Rust 的數(shù)據(jù)類型分為標(biāo)量類型和復(fù)合類型。標(biāo)量類型包括整型、浮點(diǎn)型、布爾型和字符型，復(fù)合類型包括元組和數(shù)組。理解和正確使用這些數(shù)據(jù)類型是編寫健壯 Rust 代碼的基礎(chǔ)。Rust 的靜態(tài)類型系統(tǒng)和嚴(yán)格的檢查機(jī)制幫助程序員在編譯時(shí)捕捉潛在的錯(cuò)誤，從而提升代碼的安全性和穩(wěn)定性。