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title: 第 9 章 结构体
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date: '2025-02-12'
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tags: [Rust]
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Rust 有 3 种结构体类型：具名字段型结构体、元组结构体和单元型结构体。
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- 具名型结构体：为每个组件命名。
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- 元组型结构体：按组件出现的顺序标识他们。
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- 单元型结构体：没有组件。
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## 具名结构体
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```rust
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struct GrayscaleMap {
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pixels: Vec<u8>,
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size: (usize, usize),
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}
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```
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与其他所有语法项一样，结构体默认情况下是私有的，仅在声明它们的模块及其子模块种可见。可以通过在结构体的定义前加上 `pub` 来是结构体在其模块外部可见。结构体中的每个字段也是默认私有的。
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```rust
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pub struct GrayscaleMap {
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pub pixels: Vec<u8>,
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pub size: (usize, usize),
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}
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```
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其他模块不能按名称访问私有字段或使用结构体表达式来创建新的 `GrayscaleMap` 值。
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在结构体表达式中，如果具有名字的字段后面跟着 `.. EXPR`，则任何未提及的字段都会从 `EXPRE`（必须是相同结构体的另一个值）中获取它们的值。
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```rust
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struct Broom {
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name: String,
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height: u32,
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health: u32,
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position: (f32, f32, f32),
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intent: BroomIntent,
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}
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#[derive(Copy, Clone)]
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enum BroomIntent {
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FetchWater,
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DumpWater,
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}
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fn chop(b: Broom) -> (Broom, Broom) {
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let mut broom1 = Broom {
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height: b.height / 2,
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..b
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};
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let mut broom2 = Broom {
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name: broom1.name.clone(),
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..broom1
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};
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broom1.name.push_str(" I");
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broom2.name.push_str(" II");
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(broom1, broom2)
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}
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```
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## 元组型结构体
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元组型结构体顾名思义类似于元组：
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```rust
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struct Bounds(usize, usize);
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```
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表达式 `Bounds(1024, 768)` 看起来像一个函数调用，实际上它确实是，级定义这种类型时也隐式定义了一个函数：
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```rust
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fn Bounds(elem0: usize, elem1: uszie) -> Bounds { ... }
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```
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元组型结构体适用于创造**新类型**（newtype），即建立一个只包含单组件的结构体，以获得更严格的类型检查。
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## 单元型结构体
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单元型结构体声明了一个根本没有元素的结构体类型：
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```rust
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struct onesuch;
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```
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这种类型的值不占用内存，很像单元类型 `()`。Rust 既不会在内存中实际存储单元类型的值，也不会生成代码对它们进行操作，因为仅通过值的类型它就能知道关于值的所有信息
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## 结构体布局
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在内存中，具名字段结构体和元组型结构体是一样的：值的集合以特定的方式在内存中布局。
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```rust
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struct GrayscaleMap {
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pixels: Vec<u8>,
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size: (usize, usize),
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}
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```
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与 C 和 C++ 不同，Rust 没有具体承诺它将如何在内存中对结构体的字段或元素进行排序。然而，Rust 确实承诺会将字段的值直接存储在结构体本身的内存块中。JavaScript、Python 和 Java 会将 `pixels` 值和 `size` 值分别放在它们自己的分配的堆上的块中，并让 `GrayscaleMap` 的字段指向它们，而 Rust 会将 `pixel` 值和 `size` 值直接嵌入在 `GrayscaleMap` 值中。只有由 `pixels` 向量拥有的在堆上分配的缓冲区才会留在它自己的块中。
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可以使用 `#[repr(C)]` 属性要求 Rust 以兼容 C 和 C++ 的方式对结构体进行布局。
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## 方法
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在 `impl` 块中定义的函数被称为关联函数，因为它们是与特定类型相关联的。与关联函数相对应的是自由函数，它是未定义在 `impl` 块中的语法项。
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`impl` 块知识定义 `fn` 的集合，每个定义都会成为块顶部命名的结构体类型上的一个方法。
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当调用一个需要引用的方法时，我们不需要自己借用可变引用，常规的方法调用语法已经隐式的处理了这一点。
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```rust
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struct Queue<T> {
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older: Vec<T>,
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younger: Vec<T>,
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}
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impl<T> Queue<T> {
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pub fn push(&mut self, item: T) {
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self.younger.push(item);
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}
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}
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let mut q = Queue {
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older: vec![1],
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younger: vec![],
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};
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q.push(2);
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```
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只需要编写 `q.push()` 就可以借入对 `q` 的可变引用，就好像写的是 `(&mut q).push()` 一样，因为这是 `push` 方法的 `self` 参数所要求的。
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