Rust 学习笔记（3/21）：通用编程概念——把地基打牢
本系列基于官方《Rust 程序设计语言》（The Rust Programming Language，TRPL）逐章学习。
开篇：盖楼先打地基
前两章我们”跑”通了猜数字游戏，但对很多语法只有模糊印象。第 3 章是全书的地基工程：变量、数据类型、函数、注释、控制流——这些概念几乎所有语言都有，但 Rust 在每个点上都有自己的”脾气”。地基打得牢不牢，直接决定第 4 章所有权这座”大厦”能不能盖起来。
变量与可变性：Rust 的第一个”脾气”
变量默认不可变。试着给 let x = 5; 再赋值，编译器立刻亮红牌：
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error[E0384]: cannot assign twice to immutable variable `x`
help: consider making this binding mutable: `mut x`
这不是找茬：如果代码一部分假设某值永不变、另一部分偷偷改了它，bug 极难追踪。编译器帮你保证”说好不变就不变”。需要可变时加 mut：
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let mut x = 5; // 可变
x = 6;
与之容易混淆的三样东西，用一张表分清：
| 形式 | 关键字 | 可变性 | 特点 |
|---|---|---|---|
| 变量（默认） | let |
不可变 | 可加 mut 变可变 |
| 常量 | const |
永不可变 | 必须标注类型，可声明在任意作用域（含全局），值必须是编译期可计算的表达式（如 60 * 60 * 3），命名全大写+下划线 |
| 遮蔽 | let 复用同名 |
新绑定 | 用新值”盖住”旧值，允许改变类型（let spaces = " "; let spaces = spaces.len();），转换完成后变量再次不可变 |
遮蔽与 mut 的核心区别：mut 改变值时不能改变类型（let mut spaces = " "; spaces = spaces.len(); 会报 E0308 类型不匹配），而遮蔽本质是创建新变量，所以类型随便换。
数据类型：静态类型的约束与便利
Rust 是静态类型语言，编译期必须知道所有变量类型。编译器通常能靠值和用法推断，但 parse 这类”多义”场景必须显式标注（let guess: u32 = "42".parse()...，否则报 E0282）。
标量类型（单个值）有四种：
| 类型 | 说明 | 要点 |
|---|---|---|
| 整型 | i8~i128、u8~u128、isize/usize |
默认 i32；isize/usize 随系统架构定，常用于集合索引；字面量可用 _ 分隔（1_000）、前缀（0xff） |
| 浮点 | f32、f64 |
默认 f64（现代 CPU 上几乎与 f32 同速但精度更高）；整数除法向下取整（2 / 3 得 0） |
| 布尔 | bool |
1 字节，true/false |
| 字符 | char |
4 字节，Unicode 标量值——emoji、中文都算，用单引号 |
整型溢出：debug 模式直接 panic；release 模式做二进制补码”包裹”（u8 的 256 变 0）。要显式处理可用
wrapping_*/checked_*/overflowing_*/saturating_*系列方法。
复合类型（多个值）有两种：
- 元组（tuple）：长度固定、元素类型可以不同。
let tup: (i32, f64, u8) = (500, 6.4, 1);可用模式匹配解构let (x, y, z) = tup;或用索引tup.0访问；()是特殊”单元类型”，不返回值时隐式返回它； - 数组（array）：长度固定、元素类型必须相同。
let a: [i32; 5] = [1, 2, 3, 4, 5];简写let a = [3; 5];（5 个 3）。越界访问会在运行时 panic——这是 Rust 安全原则的第一个体现：宁可崩溃退出，也不访问无效内存。需要可增删的集合用 vector（第 8 章）。
函数：参数、语句与表达式
函数名用 snake_case（全小写+下划线），定义位置无关紧要（在 main 之前之后都行）。签名里必须标注每个参数类型（fn another_function(x: i32)）。
Rust 是基于表达式的语言，这是理解函数的关键：
- 语句（statement）：执行操作但不返回值，如
let y = 6;； - 表达式（expression）：计算并产生值，如
5 + 6、函数调用、代码块{}。表达式末尾没有分号，加分号就变成语句、不再返回值。
因此函数返回值的写法很特别：函数体最后一个表达式就是返回值，类型写在 -> 后：
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fn five() -> i32 {
5 // 没有分号！这是返回值
}
fn plus_one(x: i32) -> i32 {
x + 1 // 若写成 x + 1; 则报 E0308：expected i32, found ()
}
代码块也是表达式：let y = { let x = 3; x + 1 }; 中 y 得到 4。
控制流：if 与三种循环
if 的条件必须是 bool——Rust 不会像 Ruby/JavaScript 那样做真假值隐式转换，if number（number 是整数）会直接报错，必须写 if number != 0。else if 会按顺序找第一个为真的分支执行。因为 if 是表达式，可以直接用于赋值：
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let number = if condition { 5 } else { 6 }; // 两分支类型必须一致，否则报 E0308
三种循环的取舍：
| 循环 | 适用场景 | 关键点 |
|---|---|---|
loop |
无条件重复，直到显式停止 | break 跳出（可带返回值 break counter * 2）；continue 跳过本轮；嵌套时可用循环标签 'label: loop { ... break 'label; } 跳出外层 |
while |
条件循环 | while number != 0 { ... }，比手写 loop+if+break 简洁 |
for |
遍历集合（Rust 使用最多） | for element in a 无需管理索引、天然防越界；配合 Range 做定次循环：for number in (1..4).rev() |
用 while 加索引遍历数组易错（数组改长度忘了改条件就 panic），for 则完全没有这个烦恼——这正是它成为 Rust 首选循环的原因。
实践建议与总结
- 把”默认不可变”当默认姿势：先写不可变，编译器喊痛再加
mut，这是 Rust 帮你防 bug 的第一道防线； - 善用类型错误信息：本章出现的 E0384/E0308/E0282 都是”老师”，错误信息会直接给出修复建议（如”考虑加 mut”“删除分号”）；
- 优先
for而非while+索引：遍历集合永远选for，简洁、安全、更符合 Rust 惯例。
本章的收获可以浓缩成一张”地基清单”：变量（默认不可变/常量/遮蔽）、类型（四种标量+两种复合）、函数（参数必标注/表达式即返回值）、注释（//）、控制流（if 必 bool/三种循环选 for）。地基打好，下一章就来啃全书最硬的核心——所有权（ownership），那是 Rust 与其他语言最不同的地方。
