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Rust 的宏

宏的种类

Rust 的宏系统是其强大功能之一,允许你在编译时生成代码。Rust 有两种主要类型的宏:

  1. 声明式宏(Declarative Macros) - 使用 macro_rules! 语法
  2. 过程宏(Procedural Macros) - 更强大也更复杂,分为三种:
    • 自定义派生(#[derive] 宏)
    • 属性式宏
    • 函数式宏

声明式宏

使用 macro_rules! 定义。

Rust 序列化与反序列化

bincode

For example:

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// Cargo.toml 依赖:
// [dependencies]
// serde = { version = "1.0", features = ["derive"] }
// bincode = "1.3"

use serde::{Deserialize, Serialize};
use std::error::Error;

// 1. 定义数据结构并派生必要的 trait
#[derive(Debug, Serialize, Deserialize, PartialEq)]
struct Person {
    name: String,
    age: u8,
    hobbies: Vec<String>,
    is_active: bool,
}

fn main() -> Result<(), Box<dyn Error>> {
    // 2. 创建原始数据
    let original_person = Person {
        name: "Alice".to_string(),
        age: 30,
        hobbies: vec!["Reading".to_string(), "Hiking".to_string(), "Coding".to_string()],
        is_active: true,
    };

    println!("=== 原始数据 ===");
    println!("{:#?}", original_person);
    println!();

    // 3. 序列化 (Rust结构体 -> 二进制)
    println!("=== 序列化过程 ===");
    let binary_data: Vec<u8> = bincode::serialize(&original_person)?;
    println!("序列化成功!二进制数据长度: {} 字节", binary_data.len());
    println!("二进制数据 (十六进制): {:02X?}", binary_data);
    println!("二进制数据 (原始): {:?}", binary_data);
    println!();

    // 4. 反序列化 (二进制 -> Rust结构体)
    println!("=== 反序列化过程 ===");
    let deserialized_person: Person = bincode::deserialize(&binary_data)?;
    println!("反序列化成功!");
    println!("{:#?}", deserialized_person);
    println!();

    // 5. 验证数据完整性
    println!("=== 数据验证 ===");
    if original_person == deserialized_person {
        println!("✅ 序列化-反序列化循环验证成功!数据完整无损。");
    } else {
        println!("❌ 数据不一致!");
    }

    // 6. 演示错误处理(可选)
    println!();
    println!("=== 错误处理演示 ===");
    let invalid_data = vec![0, 1, 2, 3, 4]; // 无效的二进制数据
    match bincode::deserialize::<Person>(&invalid_data) {
        Ok(_) => println!("意外的成功"),
        Err(e) => println!("预期的反序列化错误: {}", e),
    }

    Ok(())
}

输出:

Rust 智能指针

智能指针

Rust 中的智能指针是一种数据结构,它不仅表现得像一个指针(通过实现 Deref trait),还拥有额外的元数据和功能(最典型的是所有权和生命周期管理)。它们通常使用结构体实现,并实现了 DerefDrop 这两个关键的 trait。

Rust 泛型

泛型函数

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fn largest<T: PartialOrd>(list: &[T]) -> &T {
    let mut largest = &list[0];
    
    for item in list {
        if item > largest {
            largest = item;
        }
    }
    
    largest
}

fn main() {
    let numbers = vec![34, 50, 25, 100, 65];
    let result = largest(&numbers);
    println!("最大的数字是 {}", result);
    
    let chars = vec!['y', 'm', 'a', 'q'];
    let result = largest(&chars);
    println!("最大的字符是 {}", result);
}

泛型结构体

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struct Point<T> {
    x: T,
    y: T,
}

fn main() {
    let integer_point = Point { x: 5, y: 10 };
    let float_point = Point { x: 1.0, y: 4.0 };
}

泛型结构体的实现:

Rust 重借用

重借用

可知 Rust 的不能同时有两个以上, 那么如下情况会有矛盾:

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fn increase(cnt: &mut i32) {
    *cnt += 10;
}

fn main() {
    let mut cnt = 10;
    let cnt_ref = &mut cnt;

    // do something

    increase(cnt_ref);    // 同时有两个以上的可变引用?
    increase(cnt_ref);
    println!("{}", cnt_ref);
}

上面情况在实现应用中, 应该会出现。那么 Rust 给出了 “重借用 (reborrowing)” 的概念来允许这种情况:

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