3.3 数据类型：复合类型

3.3.0. 写在正文之前

欢迎来到Rust自学的第三章，一共有6个小节，分别是:

通过第二章的小游戏(没看的初学者强烈建议看一下)，相信你已经学会了基本的Rust语法，而在第三章我们将更深一层，了解Rust中的通用的编程概念。

3.3.1. 复合类型的简介

复合类型可以将多个值组合成一个类型。
Rust提供了两种基础的复合类型：元组和数组。

3.3.1. 元组（Tuple）

元组的特点：

元组可以将多个不同类型的值组合成一个类型。
元组的长度是固定的：一旦声明就无法改变。

创建元组：

在小括号里，将值用逗号分开。
元组中的每个位置都对应一个类型，元组中各元素的类型不必相同。

fn main(){
	let tup: (u32, f32, i64) = (6657, 0.0721, 114514);
	println!("{},{},{}", tup.0, tup.1, tup.2);
	// Output: 6657,0.0721,114514
}

获取元组元素值：

可以使用模式匹配来解构（destructure）一个元组，从而获取元素值。

fn main(){
	let tup: (u32, f32, i64) = (6657, 0.0721, 114514);
	let (x, y, z) = tup;
	println!("{},{},{}", x, y, z);
	// Output: 6657,0.0721,114514
}

访问元组的元素：

在元组变量后使用点标记法，后接元素的索引号。

#![allow(unused)]
fn main() {
println!("{},{},{}", tup.0, tup.1, tup.2);
}

3.3.2. 数组

数组的特点：

数组中的每个元素的类型必须相同。
数组也可以将多个值放入一个类型。
数组的长度是固定的。

声明数组：

在中括号里，各值用逗号分开。

#![allow(unused)]
fn main() {
let a = [1, 1, 4, 5, 1, 4];
}

数组的用处：

如果想把数据放在栈（Stack）上而不是堆（Heap）上，或者想保证有固定数量的元素，这时使用数组更有好处。
数组没有向量（vector，以后会讲）灵活。
- 向量由标准库提供，而数组内置于语言中，并通过prelude模块提供（prelude也是标准库的一部分）。
- 向量的长度可以改变。
- 不确定应该使用数组还是向量时，大概率应该使用向量。

数组的类型语法：

数组的类型以[类型; 长度]的形式表示。

#![allow(unused)]
fn main() {
let machine: [u32; 4] = [6, 6, 5, 7];
}

声明数组的其他方法：

如果数组的每个元素值都相同，那么可以：
- 在中括号里指定初始值
- 然后跟着一个;
- 最后加上数组的长度

#![allow(unused)]
fn main() {
let a = [3; 3];
let b = [3, 3, 3];
}

这个例子中，a和b是等价的。

访问数组的元素：

数组是栈上分配的一块连续内存。
可以使用索引来访问数组的元素。

#![allow(unused)]
fn main() {
let machine = [6, 6, 5, 7];
let wjq = machine[0];
}

如果索引越界：
- 在编译器能够证明错误的情况下，Rust可能在编译时发现它
- 否则会在运行时panic，因为Rust不允许程序继续读取该地址的内存

数组背后是一块连续内存。假设数组的第一个元素在内存位置x，那么第二个元素位于x + 第一个元素的大小，之后以此类推。

如果索引大于数组的实际长度，程序就会读取数组之外的内存，而那里的内容可能是任意值。在C中完全没有边界检查。在C++中普通数组也没有，只有std::array有；在Rust里强制进行边界检查。

Feature	C	C++	Rust
Memory model	Contiguous	Contiguous	Contiguous
Safety	No bounds checking	`std::array` has bounds checking; ordinary arrays do not	Bounds checking is enforced
Dynamic arrays	Manual memory management required	`std::vector`	`Vec`
Multidimensional arrays	Yes	Yes	Yes
Special abilities	Simple and efficient	Rich STL containers	Ownership and borrow checking

如果编译器能够证明索引越界，就会在编译期拒绝该程序：

#![allow(unused)]
fn main() {
let a = 5;
let machine = [6, 6, 5, 7];
let wjq = machine[a]; // Error: this operation will panic at runtime
}

如果索引要到运行时才能确定，程序可以编译通过，但越界访问会在运行时panic：

fn get_index() -> usize {
    5 // 设想这个值来自输入或其他地方
}

fn main() {
    let machine = [6, 6, 5, 7];
    let wjq = machine[get_index()];
}

Output:

thread 'main' panicked at src/main.rs:7:15:
index out of bounds: the len is 4 but the index is 5
note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace

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