概述

Rust作為一種系統編程語言，近年來在開發者社區中逐漸嶄露頭角。其獨特的所有權系統和內存安全特性，使得Rust在高性能、併發編程領域具有顯著優勢。本文將深入介紹Rust的一些基礎語法，幫助大家快速掌握這門高效、安全的編程語言。

基本數據類型

Rust中的基本數據類型分為：標量類型和複合類型。
標量類型包括下面幾種：
1、整數類型。有符號整數：i8、i16、i32、i64、i128，以及平台相關的 isize（根據目標機器是32位還是64位系統，其大小分別為32位或64位）。無符號整數：u8、u16、u32、u64、u128，以及平台相關的 usize（同樣依賴於目標平台的字長）。
2、浮點數類型。單精度浮點數：f32。雙精度浮點數：f64。
3、布爾類型。表示真假值：bool，僅有兩個可能的值：true和false。
4、字符類型。Unicode碼點：char，在Rust中每個字符佔用四個字節。
複合類型包括下面幾種：
1、元組（Tuples）：元組可以容納多個不同類型的值，比如：(i32, f64, bool)。
2、數組：固定長度的同類型元素集合，比如：[i32; 5]表示一個包含5個i32類型元素的數組。
3、結構體：用户自定義的數據類型，用於將多個字段組合成一個新的類型。可參考下面的Point結構體。

struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
}

另外，Rust還提供了枚舉、引用、切片、智能指針等更復雜的複合類型。同時，字符串類型（String）雖然不是基本類型，但在實際編程中經常使用，它是一個可變的、擁有UTF-8編碼文本的動態數組。

變量

變量通過let關鍵字聲明，並且可以在聲明時初始化。變量的聲明方式如下：

let variable_name: type = value;

其中，variable_name是變量的名稱，type是變量的類型，value是變量的初始值。由於Rust支持自動類型推導，這意味着在某些情況下，編譯器可以根據變量的初始化表達式來確定其類型，而不用顯式地聲明類型type。

let a = 66;
let b: i32 = 99;

Rust中的變量默認是不可變（immutable）的，即一旦被賦值，後續不能更改其值。

let a = 66;
// 會出現編譯錯誤：cannot assign twice to immutable variable
a = 99;

如果需要使變量可變，需要使用mut關鍵字來進行聲明。

let mut a = 66;
a = 99;

常量

常量在Rust中使用const關鍵字進行聲明，其值在編譯時就必須確定，且在整個程序的生命週期中都不能改變。常量的聲明方式如下：

const constant_name: type = value;

其中，constant_name是常量的名稱，type是常量的類型，value是常量的值。與變量類似，由於Rust支持自動類型推導，type可以省略。注意：常量只能被設置為常量表達式，而不能是函數調用的結果，或其他任何只能在運行時計算出的值。

const MATH_PI: f64 = 3.1415926;

條件判斷

Rust使用if、else if、else關鍵字來進行條件判斷，這些關鍵字允許你根據條件表達式的值來執行不同的代碼塊。注意：else if和else塊是可選的，並且可以根據需要添加任意數量的else if塊。
條件表達式的結果必須是一個布爾值，也就是為true或false。如果條件為真，則執行if塊中的代碼。如果條件為假，並且存在else塊，則執行else塊中的代碼。如果存在else if塊，則繼續檢查下一個條件，直到找到一個為真的條件或者遍歷完所有條件。
另外，Rust的條件語句必須使用大括號{}來定義代碼塊，即使代碼塊只包含一行也是如此。這是Rust語法的一個特點，有助於清晰地標識代碼塊的開始和結束。

let score = 85;
if score > 90 {
    println!("Excellent");
} else if score > 75 {
    println!("Good");
} else if score > 50 {
    println!("Pass");
} else {
    println!("Fail");
}

循環語句

在Rust中，循環語句主要有以下三種形式：for循環、while循環、loop循環。下面分別進行介紹。
1、for循環：用於遍歷任何實現了IntoIterator特性的集合，比如：數組、切片、元組、迭代器等。

let numbers = [1, 2, 3, 4, 5];
for number in numbers.iter() {
    println!("Number: {}", number);
}

另外，還可以使用範圍（range）來創建一個迭代器進行循環，可參考下面的示例代碼。注意：範圍0..5，不包括最後的5。

for i in 0..5 {
    println!("Number: {}", i + 1);
}

2、while循環：會一直執行其循環體內的代碼，直到給定的條件變為false為止。

let mut number = 0;
while number < 5 {
    println!("Number: {}", number + 1);
    number += 1;
}

3、loop循環：是一個無限循環，它沒有預設的退出條件，需要顯式地使用break關鍵字來終止循環。

let mut number = 0;
loop {
    if number > 3 {
        break;
    }

    println!("Number: {}", number + 1);
    number += 1;
}

除此之外，Rust還支持使用標籤來控制循環的跳轉。標籤是一個標識符，後面跟着一個冒號，它可以放在循環之前，然後你可以使用break或continue語句與標籤一起使用，來控制循環的跳轉。

'outer: loop {
    for i in 1..5 {
        if i == 3 {
            break 'outer;
        }
        println!("Number: {}", i);
    }
}
println!("Exited the loop");

在上面的示例代碼中，我們有一個外層loop循環和一個內層for循環。當i等於3時，break 'outer語句會執行，從而退出帶有標籤'outer的外層循環。

函數

在Rust中，函數是程序的基本構建塊之一，用於封裝和重用代碼。Rust中的函數使用fn關鍵字聲明，可以接收參數並返回結果。函數可以有任意數量的參數，並且每個參數都有其類型註解。函數可以返回一個值（通過 -> 後跟返回類型指定），也可以不返回任何值（在這種情況下，函數的返回類型為 ()，表示空元組）。

fn greet(name: &str) -> String {
    let msg = format!("Hello, {}!", name);
    msg
}
fn main() {
    let msg = greet("World");
    println!("{}", msg);
}

在上面的示例代碼中，greet函數接收一個字符串引用作為參數，並返回一個格式化後的字符串。main函數調用了greet函數，接受其返回值，並打印了msg。

註釋

註釋是用來解釋和説明代碼功能、用法和設計決策的文字內容，它們不會被編譯器編譯成程序的一部分。Rust中的註釋分為以下三種類型。
單行註釋： 單行註釋以兩個斜槓（//）開始，直到該行結束為止的所有文本都會被編譯器忽略。

// 這是一個單行註釋
let a = 66; // 這裏也可以添加一個單行註釋

多行註釋： 多行註釋使用三個斜槓（///）開頭，可以跨越多行。特別的是，當這樣的註釋出現在模塊、函數、結構體、枚舉等定義的前面時，它們會被編譯器用來生成API文檔。這種類型的註釋遵循Markdown格式，可以包含更豐富的文本格式和代碼示例。

/// 文檔註釋示例，用於描述函數功能
///
/// # 示例
///
/// ```
/// let result = my_func(42);
/// println!("結果: {}", result);
/// ```
fn my_func(num: i32) -> i32 {
    num* 2
}

文檔註釋：可以通過cargo doc命令來生成HTML格式的API文檔，這對於開源項目或團隊協作非常有用，因為它可以幫助其他開發者快速瞭解庫或項目的接口及其使用方法。

宏

Rust的宏是一種編譯時的代碼生成工具，它允許在編寫代碼時使用宏來自動生成代碼，從而提高代碼的可讀性、可維護性和重用性。Rust的宏系統是基於macro_rules!關鍵字實現的，它提供了兩種主要的宏類型：聲明性宏和程序宏。
聲明式宏：這種宏基於規則匹配，利用簡單的語法模式來捕獲並替換代碼片段。聲明式宏是通過macro_rules!關鍵字來定義的，它們主要用於處理簡單的文本轉換，比如：創建簡化的日誌宏，或構建某些特定模式的函數調用。

macro_rules! add {
    ($a:expr,$b:expr)=>{
        {
            $a + $b
        }
    }
}

fn main() {
    let result = add!(66, 99);
    println!("{}", result);
}

程序宏：程序宏提供了更復雜的代碼生成能力，允許在編譯時執行任意的Rust代碼。程序宏分為幾種類型，包括：自定義派生宏、屬性類宏和函數式宏。這些宏允許更高級的代碼生成和轉換，但也需要更復雜的定義和實現。

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