IT博客汇 | Rust tips #21 ~ #40

Rust tips #21 ~ #40

smallnest发表于 2024-06-08 10:53:03

Tip #21

在 Rust 中，我们经常使用 Clone() 或 Copy()。这两者之间的区别是什么？

Copy：支持 Copy 的类型可以安全地通过字节复制的方式进行复制，可以类比 C 语言中的 memcpy 函数。
Clone：支持 Clone 的类型也可以被复制，但它通常需要执行一些逻辑操作来完成深拷贝。

Tip #22

我之前忽略的一点是，Rust 中有 static 变量，可以用来追踪某些状态。当然，可变的静态变量（mutable static）是不支持的，但对于原始类型，可以考虑使用std::sync::atomic。这些可以被实例化为静态的，并且在后续可以被修改：

static COUNTER: AtomicUsize = AtomicUsize::new(0);
// Functions to get and increment *static* counter.
fn increment_counter() {
    COUNTER.fetch_add(1, order: Ordering::Relaxed);
}
fn get_counter() -> usize {
    COUNTER.load(order: Ordering::Relaxed)
}

Tip #23

对于大多数使用核心数据类型的结构体，你可以通过派生 Default trait自动生成一个基本的Default()实现：

1 2	[derive(Default)] struct MyStruct { ... }

Tip #24

探索智能指针：

Box<T> 用于独占所有权，一旦它所在的作用域 {} 结束，它就会被释放。
Rc<T> 是一种引用计数的智能指针。只有当它的所有引用都不存在时，它才会被释放。
Arc<T> 是 Rc<T> 的线程安全版本。

Tip #25

在Rust中，trait的工作方式类似于其他语言中的接口定义。实现某个trait的结构体或枚举，在契约上必须提供trait中指定签名的函数 :

// Define a trait `Describable`
trait Describable {
    fn describe(&self) -> String;
}
struct Person {
    name: String,
    age: u32,
}
// Implement the `Describable` trait for `Person`
impl Describable for Person {
    fn describe(&self) -> String {
        format!("{} is {} years old.", self.name, self.age)
    }
}

Tip #26

你知道Rust支持对大多数常见数据类型进行解构吗？这里有一个关于结构体的例子：

struct Rocket {
    name: String,
    num_engines: u32,
}
let falcon9: Rocket = Rocket{name: "Falcon 9".to_string(), num_engines: 9};
// Destructure name and engines
let Rocket {name: the_name: String, num_engines: the_engines: u32} = falcon9;
println!("Rocket name {}, num engines {}", the_name, the_engines);

这种解构方式允许你在一行中从结构体中提取多个字段，并给它们起新的名字或指定类型，这在处理复杂数据时非常有用。

Tip #27

Rust #区间表达式：

包含区间（包含a到b，b也包括在内）：a..=b
半开区间（包含a到b-1）：a..b
从a开始：a..
到b-1为止：..b
到b为止（包括b）：..=b
完整区间：..

Tip #28

区间表达式(继续)：
区间表达式可以应用于for循环，或用于创建迭代器。别忘了调用collect()来实际执行迭代器：

let mut squares_a: Vec<u32> = vec![];
for i: u32 in 1..=100 {
    squares_a.push(i * i);
}
// Map creates an iterator, but does not perform the computation.
let squares_b_it: impl Iterator<Item = u32> = (1..=100).map(|x: u32| x * x);
// Apply collect to "run" the iterator.
let squares_b: Vec<u32> = (1..=100).map(|x: u32| x * x).collect();

Tip #29

迭代器可以通过 chain() 方法进行连续拼接。Rust 在处理可能含有或不含值的 Option 类型的连续操作时表现得尤为优雅。

let maybe_rocket = Some("Starship");
let rockets = vec!["falcon1", "falcon2"];
// Chain the two iterators together.
for i in rockets.iter().chain(maybe_rocket) {
    println!("🚀 {}", i);
}

Tip #30

如果需要以非可变方式将向量（vector）传递给函数，你可以使用 &[T]（等同于 &Vec<T>）类型的参数，这也就是所谓的 切片（slice）。

切片的优势包括：它们避免了所有权的转移，并且对于 #并发或 #并行操作是安全的。

Tip #31

动态调度（dynamic dispatch）简单来说，是在程序运行时动态地处理不同类型的特性，通过一个公共的特质（trait）来实现，从而使得（具有 Rust 特色的）多态成为可能。

在 Rust 中，Box<dyn Trait> 通常表明使用了动态调度。

Tip #32

迭代器提供了一些非常方便的实用功能。其中之一是 all() 方法，它会检查迭代器中所有元素是否都满足给定的条件。

这使我们能够以优雅且符合习惯用法的方式重写难看的基于for循环的代码:

// 难看的代码
fn check_user_infos(user_infos: Vec<UserInfo>) -> bool {
    for u in user_infos.iter() {
        if !unique_tags.contains(&u.user_name.as_str()) {
            return false;
        }
    }
    true
}
// 优雅的代码
fn check_user_infos(user_infos: Vec<UserInfo>) -> bool {
    user_infos.iter().all(|u| unique_tags.contains(&u.user_name.as_str()))
}

Tip #33

let a: Arc<Mutex<Vec<f32>>> 这样的声明在视觉上是否让你觉得困扰？这时可以使用 type关键字来定义类型别名（alias）:

1	type SharedSafeVec<T> = Arc<Mutex<Vec<T>>>

这样，你就可以使用 SharedSafeVec<f32> 来代替 Arc<Mutex<Vec<f32>>>。

Tip #34

Option<T>.map() 是一种将选项（Option）从一种类型转换为另一种类型的极佳方式。它能透明地处理 None 值的情况。

请看以下示例，我们将 Option<u32> 转换为 Option<String>：

fn main() {
    let number_option: Option<u32> = Some(42);
    let string_option: Option<String> = number_option.map(|num| num.to_string());
    println!("{:?}", string_option); // 输出: Some("42")
    let none_option: Option<u32> = None;
    let empty_string_option: Option<String> = none_option.map(|num| num.to_string());
    println!("{:?}", empty_string_option); // 输出: None
}

Tip #35

什么是 trait bound? 当我们向带有泛型参数的函数中传递额外的trait名称，以便限制该泛型类型时，就是在谈论trait bound：

1	fn some_function<T: TraitA + TraitB>(param: T) { ... }

你可以使用 "+" 运算符来组合多个特质。这样一来，类型 T 就需要同时满足 TraitA 和 TraitB 这两个特质的要求。

Tip #36

如需从应用程序获取更详细的日志输出，尝试导出环境变量 RUST_LOG={error, warn, info, debug, trace}。

以下是一个使用 actix-web 运行的服务在 trace 模式下的示例，它会提供超级详尽的日志输出：
![[Pasted image 20240608183308.png]]

Tip #37

元组结构体对于封装值并附加可通过 Rust 的类型系统验证的元数据非常有用。

元组结构体的一个妙用是模拟计量单位——这样就不会再混淆英尺和米了：

struct Feet(i32); // 定义一个元组结构体，表示英尺
struct Meters(i32); // 定义另一个元组结构体，表示米
impl From<Feet> for Meter {
    fn from(feet: Feet) -> Self {
        Meter(feet.0 * 0.3048) // 将英尺转换为米
    }
}
impl From<Meters> for Feet {
    fn from(meters: Meters) -> Self {
        Feet(meters.0 / 0.3048) // 将米转换为英尺
    }
}
fn  is_longer_enough(meters: Meters) -> bool {
    meters.0 > 1
}
fn is_longer_enough(feet: Feet) -> bool {
    feet.0 > 3
}

Tip #38

正在编写一个函数但还没准备好最终完成？可以使用 todo!() 或 unimplemented!() 宏来让代码保持可编译状态。但要记住，如果你的程序运行时遇到这些点，它将会panic！这对于开发阶段非常理想。🚧

和第四条重复了

Tip #39

30秒速成指南：构建 Rust #模块

创建你的模块结构：

my_module/
│   ├── mod.rs
│   ├── component_1.rs
│   └── component_2.rs

在 mod.rs 中添加：

1 2	mod component_1; mod component_2;

或者新的方式：

my_module/ 
├── component_1.rs 
└── component_2.rs
my_module.rs

🌟 小贴士：使用pub 关键字来定义公有访问权限。

Tip #40

实际上，Rust 中有两种类型的宏。声明式宏（declarative）和更高级的 过程式宏（procedural）。下面是一个使用 macro_rules! 宏来生成 println 功能的声明式宏示例：

macro_rules! my_println {
    ($($arg:tt)*) => {
        println!($($arg)*);
    };
}
fn main() {
    my_println!("Hello, Rust!");
}

这段代码定义了一个名为 my_println! 的宏，它接收任意数量的参数并简单地将它们传递给标准库的 println! 宏，从而达到打印输出的目的。这是声明式宏的一个基本应用，它们基于规则匹配并在编译时展开。