2.6.3 模式适用场景

模式适用场景

1. 模式

模式是 Rust 中的特殊语法，它用来匹配类型中的结构和数据，它往往和 match 表达式联用，以实现强大的模式匹配能力。模式一般由以下内容组合而成：

• 字面值
• 解构的数组、枚举、结构体或者元组
• 变量
• 通配符
• 占位符

2. 所有可能用到模式的地方

2.1 match 分支

match VALUE {
    PATTERN => EXPRESSION,
    PATTERN => EXPRESSION,
    PATTERN => EXPRESSION,
}

如上所示，match 的每个分支就是一个模式，因为 match 匹配是穷尽式的，因此我们往往需要一个特殊的模式 _，来匹配剩余的所有情况：

match VALUE {
    PATTERN => EXPRESSION,
    PATTERN => EXPRESSION,
    _ => EXPRESSION,
}

2.2 if let 分支

if let 往往用于匹配一个模式，而忽略剩下的所有模式的场景：

if let PATTERN = SOME_VALUE {

}

2.3 while let 条件循环

一个与 if let 类似的结构是 while let 条件循环，它允许只要模式匹配就一直进行 while 循环。下面展示了一个使用 while let 的例子：

// Vec是动态数组
let mut stack = Vec::new();

// 向数组尾部插入元素
stack.push(1);
stack.push(2);
stack.push(3);

// stack.pop从数组尾部弹出元素
while let Some(top) = stack.pop() {
    println!("{}", top);
}

这个例子会打印出 3、2 接着是 1。pop 方法取出动态数组的最后一个元素并返回 Some(value)，如果动态数组是空的，将返回 None，对于 while 来说，只要 pop 返回 Some 就会一直不停的循环。一旦其返回 None，while 循环停止。我们可以使用 while let 来弹出栈中的每一个元素。

你也可以用 loop + if let 或者 match 来实现这个功能，但是会更加啰嗦。

2.4 for 循环

let v = vec!['a', 'b', 'c'];

for (index, value) in v.iter().enumerate() {
    println!("{} is at index {}", value, index);
}

这里使用 enumerate 方法产生一个迭代器，该迭代器每次迭代会返回一个 (索引，值) 形式的元组，然后用 (index,value) 来匹配。

2.5 let 语句

let PATTERN = EXPRESSION;

是的， 该语句我们已经用了无数次了，它也是一种模式匹配：

let x = 5;

这其中，x 也是一种模式绑定，代表将匹配的值绑定到变量 x 上。因此，在 Rust 中，变量名也是一种模式，只不过它比较朴素很不起眼罢了。

let (x, y, z) = (1, 2, 3);

上面将一个元组与模式进行匹配（模式和值的类型必需相同！），然后把 1, 2, 3 分别绑定到 x, y, z 上。

模式匹配要求两边的类型必须相同，否则就会导致报错,对于元组来说，元素个数也是类型的一部分！

2.6 函数参数

函数参数也是模式：

fn foo(x: i32) {
    // 代码
}

其中 x 就是一个模式，你还可以在参数中匹配元组：

fn print_coordinates(&(x, y): &(i32, i32)) {
    println!("Current location: ({}, {})", x, y);
}

fn main() {
    let point = (3, 5);
    print_coordinates(&point);
}

&(3, 5) 会匹配模式 &(x, y)，因此 x 得到了 3，y 得到了 5。

2.7 let 和 if let

对于以下代码，编译器会报错：

let Some(x) = some_option_value;

因为右边的值可能不为 Some，而是 None，这种时候就不能进行匹配，也就是上面的代码遗漏了 None 的匹配。

类似 let , for和match 都必须要求完全覆盖匹配，才能通过编译( 不可驳模式匹配 )。

但是对于 if let，就可以这样使用：

if let Some(x) = some_option_value {
    println!("{}", x);
}

因为 if let 允许匹配一种模式，而忽略其余的模式( 可驳模式匹配 )。

2.8 let-else(Rust 1.65 新增)

使用 let-else 匹配，即可使 let 变为可驳模式。它可以使用 else 分支来处理模式不匹配的情况，但是 else 分支中必须用发散的代码块处理（例如：break、return、panic）。请看下面的代码：

use std::str::FromStr;

fn get_count_item(s: &str) -> (u64, &str) {
    let mut it = s.split(' ');
    let (Some(count_str), Some(item)) = (it.next(), it.next()) else {
        panic!("Can't segment count item pair: '{s}'");
    };
    let Ok(count) = u64::from_str(count_str) else {
        panic!("Can't parse integer: '{count_str}'");
    };
    // error: `else` clause of `let...else` does not diverge
    // let Ok(count) = u64::from_str(count_str) else { 0 };
    (count, item)
}

fn main() {
    assert_eq!(get_count_item("3 chairs"), (3, "chairs"));
}

与 match 和 if let 相比，let-else 的一个显著特点在于其解包成功时所创建的变量具有更广的作用域。在 let-else 语句中，成功匹配后的变量不再仅限于特定分支内使用：

// if let
if let Some(x) = some_option_value {
    println!("{}", x);
}

// let-else
let Some(x) = some_option_value else { return; }
println!("{}", x);

在上面的例子中，if let 写法里的 x 只能在 if 分支内使用，而 let-else 写法里的 x 则可以在 let 之外使用。