学习 Rust 的基础语法和数据类型是一个循序渐进的过程。让我们一步步梳理关键点，并通过示例加深理解：

1. 变量绑定与可变性

• 不可变变量：默认变量不可变，确保安全性。
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  1let x = 5;
  2// x = 6; // 错误！x 不可变

• 可变变量：使用 mut 显式声明可变性。
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  1let mut y = 5;
  2y = 6; // 正确

2. 基本数据类型

整数类型

• 有符号 (i8, i16, i32, i64, i128, isize) 和无符号 (u8, u16, ...)。
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  1let a: i32 = -42;
  2let b: u64 = 100;

浮点类型

• f32 和 f64，默认 f64。
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  1let x = 3.14; // f64
  2let y: f32 = 2.718;

布尔与字符

• bool 类型：true 或 false。
• char 类型：4 字节 Unicode 标量值。
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  1let is_active = true;
  2let emoji = '🚀';

3. 复合类型

元组 (Tuple)

• 固定长度，可包含不同类型。
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  1let tup: (i32, f64, char) = (500, 6.4, '🔥');
  2let (x, y, z) = tup; // 解构
  3println!("y = {}", y); // 6.4

数组 (Array)

• 固定长度，元素类型相同。
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  1let arr = [1, 2, 3, 4, 5];
  2let first = arr[0]; // 1

4. 控制流

if 表达式

• 条件必须为 bool 类型。
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  1let number = 6;
  2if number % 2 == 0 {
  3    println!("偶数");
  4} else {
  5    println!("奇数");
  6}

循环

• loop：无限循环，需手动退出。

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  1let mut count = 0;
  2loop {
  3    count += 1;
  4    if count > 3 { break; }
  5}

• while：条件循环。

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  1let mut count = 0;
  2while count < 3 {
  3    count += 1;
  4}

• for：遍历集合。

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  1let arr = [10, 20, 30];
  2for elem in arr.iter() {
  3    println!("值: {}", elem);
  4}

match 模式匹配

• 必须覆盖所有可能情况。
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  1let value = 3;
  2match value {
  3    1 => println!("一"),
  4    2 | 3 => println!("二或三"),
  5    _ => println!("其他"),
  6}

5. 所有权与借用

所有权规则

• 每个值有且只有一个所有者。
• 所有者离开作用域，值被丢弃。
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  1let s1 = String::from("hello");
  2let s2 = s1; // s1 的所有权转移给 s2
  3// println!("{}", s1); // 错误！s1 不再有效

借用（引用）

• 不可变引用：允许多个只读引用。

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  1let s = String::from("hello");
  2let r1 = &s;
  3let r2 = &s; // 允许

• 可变引用：同一时间只能有一个。

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  1let mut s = String::from("hello");
  2let r = &mut s;
  3// let r2 = &mut s; // 错误！已有可变引用

6. 错误处理

Result 与 Option

• Option<T>：表示值可能存在 (Some) 或不存在 (None)。

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  1fn find_even(arr: &[i32]) -> Option<i32> {
  2    for &num in arr {
  3        if num % 2 == 0 {
  4            return Some(num);
  5        }
  6    }
  7    None
  8}

• Result<T, E>：表示操作可能成功 (Ok) 或失败 (Err)。

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  1use std::fs::File;
  2
  3fn open_file() -> Result<File, std::io::Error> {
  4    File::open("hello.txt")
  5}

错误处理方式

• match 处理：

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  1let result = File::open("hello.txt");
  2match result {
  3    Ok(file) => println!("文件已打开"),
  4    Err(e) => println!("打开失败: {}", e),
  5}

• unwrap 和 expect：快速解包，失败时 panic。

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  1let file = File::open("hello.txt").unwrap();
  2let file = File::open("hello.txt").expect("打开文件失败");

• ? 操作符：传播错误。

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  1fn read_file() -> Result<String, std::io::Error> {
  2    let mut s = String::new();
  3    File::open("hello.txt")?.read_to_string(&mut s)?;
  4    Ok(s)
  5}

7. 练习示例

任务：编写函数，接收整数数组，返回所有偶数的和。处理空结果。

1fn sum_evens(arr: &[i32]) -> Option<i32> {
2    let sum: i32 = arr.iter()
3        .filter(|&&x| x % 2 == 0)
4        .sum();
5    if sum == 0 { None } else { Some(sum) }
6}
7
8fn main() {
9    let nums = [1, 2, 3, 4, 5];
10    match sum_evens(&nums) {
11        Some(s) => println!("偶数和: {}", s),
12        None => println!("无偶数"),
13    }
14}

输出：

1偶数和: 6

常见问题与解决

1. 所有权错误：尝试使用已移动的值。

   • 解决：使用引用 (&) 或克隆 (clone())。

2. 类型不匹配：函数返回类型与实际值不符。

   • 解决：检查返回类型，使用 Ok/Some 或调整类型。

3. 借用冲突：同时存在可变和不可变引用。

   • 解决：确保作用域不重叠。

通过逐步练习和查阅错误信息，可以深入理解 Rust 的特性和设计哲学。