Язык программирования Rust
 Скачать 7.02 Mb.
|
|
Деструктуризация перечислений Мы уже деструктурировали перечисления в книге (см., например, листинг 6-5 главы 6), но не обсуждали явно, что шаблон для деструктуризации перечисления должен соответствовать способу объявления данных, хранящихся в перечислении. Например, в листинге 18-15 мы используем перечисление Message из листинга 6-2 и пишем match с шаблонами, которые будут деструктурировать каждое внутреннее значение. Файл: src/main.rs Листинг 18-15: Деструктуризация вариантов перечисления, содержащих разные виды значений Этот код напечатает Change the color to red 0, green 160, and blue 255 . Попробуйте изменить значение переменной msg , чтобы увидеть выполнение кода в других ветках. enum Message { Quit, Move { x: i32 , y: i32 }, Write( String ), ChangeColor( i32 , i32 , i32 ), } fn main () { let msg = Message::ChangeColor( 0 , 160 , 255 ); match msg { Message::Quit => { println! ( "The Quit variant has no data to destructure." ) } Message::Move { x, y } => { println! ( "Move in the x direction {} and in the y direction {}" , x, y ); } Message::Write(text) => println! ( "Text message: {}" , text), Message::ChangeColor(r, g, b) => println! ( "Change the color to red {}, green {}, and blue {}" , r, g, b ), } } Для вариантов перечисления без каких-либо данных, вроде Message::Quit , мы не можем деструктурировать значение, которого нет. Мы можем сопоставить только буквальное значение Message::Quit в этом шаблоне, но без переменных. Для вариантов перечисления похожих на структуры, таких как Message::Move , можно использовать шаблон, подобный шаблону, который мы указываем для сопоставления структур. После имени варианта мы помещаем фигурные скобки и затем перечисляем поля именами переменных. Таким образом мы разделяем фрагменты, которые будут использоваться в коде этой ветки. Здесь мы используем сокращённую форму, как в листинге 18-13. Для вариантов перечисления, подобных кортежу, вроде Message::Write , который содержит кортеж с одним элементом и Message::ChangeColor , содержащему кортеж с тремя элементами, шаблон аналогичен тому, который мы указываем для сопоставления кортежей. Количество переменных в шаблоне должно соответствовать количеству элементов в варианте, который мы сопоставляем. Деструктуризация вложенных структур и перечислений До сих пор все наши примеры сопоставляли структуры или перечисления на один уровень глубины, но сопоставление может работать и с вложенными элементами! Например, мы можем реорганизовать код в листинге 18-15 для поддержки цветов RGB и HSV в сообщении ChangeColor , как показано в листинге 18-16. enum Color { Rgb( i32 , i32 , i32 ), Hsv( i32 , i32 , i32 ), } enum Message { Quit, Move { x: i32 , y: i32 }, Write( String ), ChangeColor(Color), } fn main () { let msg = Message::ChangeColor(Color::Hsv( 0 , 160 , 255 )); match msg { Message::ChangeColor(Color::Rgb(r, g, b)) => println! ( "Change the color to red {}, green {}, and blue {}" , r, g, b ), Message::ChangeColor(Color::Hsv(h, s, v)) => println! ( "Change the color to hue {}, saturation {}, and value {}" , h, s, v ), _ => (), } } Листинг 18-16: Сопоставление со вложенными перечислениями Шаблон первой ветки в выражении match соответствует варианту перечисления Message::ChangeColor , который содержит вариант Color::Rgb ; затем шаблон привязывается к трём внутренними значениями i32 . Шаблон второй ветки также соответствует варианту перечисления Message::ChangeColor , но внутреннее перечисление соответствует варианту Color::Hsv . Мы можем указать эти сложные условия в одном выражении match , даже если задействованы два перечисления. Деструктуризация структур и кортежей Можно смешивать, сопоставлять и вкладывать шаблоны деструктуризации ещё более сложными способами. В следующем примере показана сложная деструктуризация, где мы вкладываем структуры и кортежи внутрь кортежа и деструктурируем из него все примитивные значения: Этот код позволяет нам разбивать сложные типы на составные части, чтобы мы могли использовать интересующие нас значения по отдельности. Деструктуризация с помощью шаблонов - это удобный способ использования фрагментов значений, таких как как значение из каждого поля в структуре, по отдельности друг от друга. Игнорирование значений в шаблоне Вы видели, что иногда полезно игнорировать значения в шаблоне, например в последней ветке match , чтобы получить ветку, обрабатывающую любые значения, которая на самом деле ничего не делает, но учитывает все оставшиеся возможные значения. Есть несколько способов игнорировать целые значения или части значений в шаблоне: используя шаблон _ (который вы видели), используя шаблон _ внутри другого шаблона, используя имя, начинающееся с подчёркивания, либо используя , чтобы игнорировать оставшиеся части значения. Давайте рассмотрим, как и зачем использовать каждый из этих шаблонов. Игнорирование всего значения с помощью шаблона _ Мы использовали подчёркивание ( _ ) в качестве шаблона подстановочного знака (wildcard), который будет сопоставляться с любом значением, но не будет привязываться к этому значению. Это особенно удобно в последней ветке выражения match , но мы также можем использовать его в любом шаблоне, в том числе в параметрах функции, как показано в листинге 18-17. let ((feet, inches), Point { x, y }) = (( 3 , 10 ), Point { x: 3 , y: - 10 }); Файл: src/main.rs Листинг 18-15: Использование _ в сигнатуре функции Этот код полностью игнорирует значение 3 , переданное в качестве первого аргумента, и выведет на печать This code only uses the y parameter: 4 В большинстве случаев, когда вам больше не нужен какой-то из параметров функции, вы можете изменить её сигнатуру, убрав неиспользуемый параметр. Игнорирование параметра функции может быть особенно полезно в случаях когда, например, вы реализуете типаж с определённой сигнатурой, но тело функции в вашей реализации не нуждается в одном из параметров. В таком случае компилятор не будет выдавать предупреждения о неиспользуемых параметрах функции, как это было бы, если бы вы указали имя параметра. Игнорирование частей значения с помощью вложенного _ Также можно использовать _ внутри другого шаблона, чтобы игнорировать только часть значения, например, когда мы хотим проверить только часть значения, не обращая внимания на другие его части, в соответствующем коде, который мы хотим выполнить. В листинге 18-18 показан код, отвечающий за управление значением настройки. Бизнес-требования заключаются в том, что пользователь не должен иметь права перезаписывать существующую настройку параметра, но может сбросить параметр и присвоить ему значение, если он в данный момент не установлен. Листинг 18-18: Использование подчёркивания в шаблонах, соответствующих вариантам Some , когда нам не нужно использовать значение внутри Some fn foo (_: i32 , y: i32 ) { println! ( "This code only uses the y parameter: {}" , y); } fn main () { foo( 3 , 4 ); } let mut setting_value = Some ( 5 ); let new_setting_value = Some ( 10 ); match (setting_value, new_setting_value) { ( Some (_), Some (_)) => { println! ( "Can't overwrite an existing customized value" ); } _ => { setting_value = new_setting_value; } } println! ( "setting is {:?}" , setting_value); Этот код будет печатать Can't overwrite an existing customized value , а затем setting is Some(5) . В первой ветке нам не нужно сопоставлять или использовать значения внутри варианта Some , но нам нужно проверить случай, когда setting_value и new_setting_value являются вариантом Some . В этом случае мы печатаем причину, почему мы не меняем значение setting_value и оно не меняется. Во всех других случаях (если либо setting_value , либо new_setting_value являются вариантом None ), выраженных шаблоном _ во второй ветке, мы хотим, чтобы new_setting_value стало равно setting_value Мы также можем использовать подчёркивание в нескольких местах в одном шаблоне, чтобы игнорировать конкретные значения. Листинг 18-19 показывает пример игнорирования второго и четвёртого значения в кортеже из пяти элементов. Листинг 18-19: Игнорирование нескольких частей кортежа Этот код напечатает Some numbers: 2, 8, 32 , а значения 4 и 16 будут проигнорированы. Игнорирование неиспользуемой переменной, начинающейся с символа _ в имени Если вы создаёте переменную, но нигде её не используете, Rust обычно выдаёт предупреждение, потому что неиспользуемая переменная может быть ошибкой. Но иногда полезно создать переменную, которую вы пока не используете, например, когда вы создаёте прототип или только начинаете проект. В этой ситуации вы можете сказать Rust не предупреждать вас о неиспользуемой переменной, начав имя переменной с подчёркивания. В листинге 18-20 мы создаём две неиспользуемые переменные, но когда мы компилируем такой код, мы должны получить предупреждение только об одной из них. Файл: src/main.rs Листинг 18-20: Начинаем имя переменной с подчёркивания, чтобы не получить предупреждения о неиспользованных переменных let numbers = ( 2 , 4 , 8 , 16 , 32 ); match numbers { (first, _, third, _, fifth) => { println! ( "Some numbers: {first}, {third}, {fifth}" ) } } fn main () { let _x = 5 ; let y = 10 ; } Здесь мы получаем предупреждение о том, что не используем переменную y , но мы не получаем предупреждения о неиспользовании переменной _x Обратите внимание, что есть небольшая разница между использованием только _ и использованием имени, начинающегося с подчёркивания. Синтаксис _x по-прежнему привязывает значение к переменной, тогда как _ не привязывает ничего. В листинге 18- 21 представлена ошибка, показывающая, в каком случае это различие имеет значение. Листинг 18-21: Неиспользуемая переменная, начинающаяся с подчёркивания, по-прежнему привязывает значение, что может привести к смене владельца значения Мы получим сообщение об ошибке, поскольку значение s по-прежнему будет перемещено в переменную _s , что не позволяет нам снова использовать s . Однако использование только подчёркивания никогда не привязывает к себе значение. Листинг 18-22 будет компилироваться без каких-либо ошибок, потому что s не перемещено в _ Листинг 18-22. Использование подчёркивания не привязывает значение Этот код работает нормально, потому что мы никогда не привязываем s к чему либо; оно не перемещается. Игнорирование оставшихся частей значения с помощью .. Со значениями, которые имеют много частей, можно использовать синтаксис , чтобы использовать только некоторые части и игнорировать остальные, избегая необходимости перечислять подчёркивания для каждого игнорируемого значения. Шаблон игнорирует любые части значения, которые мы явно не сопоставили в остальной частью шаблона. В листинге 18-23 мы имеем структуру Point , которая содержит координату в трёхмерном пространстве. В выражении match мы хотим работать только с координатой x и игнорировать значения полей y и z let s = Some ( String ::from( "Hello!" )); if let Some (_s) = s { println! ( "found a string" ); } println! ( "{:?}" , s); let s = Some ( String ::from( "Hello!" )); if let Some (_) = s { println! ( "found a string" ); } println! ( "{:?}" , s); Листинг 18-21: Игнорирование полей структуры Point кроме поля x с помощью Мы перечисляем значение x и затем просто включаем шаблон . Это быстрее, чем перечислять y: _ и z: _ , особенно когда мы работаем со структурами, которые имеют много полей, в ситуациях, когда только одно или два поля представляют для нас интерес. Синтаксис раскроется до необходимого количества значений. В листинге 18-24 показано, как использовать с кортежем. Файл: src/main.rs Листинг 18-24: Сопоставление только первого и последнего значений в кортеже и игнорирование всех других значений В этом коде первое и последнее значение соответствуют first и last . Конструкция будет соответствовать и игнорировать всё, что находится между ними. Однако использование должно быть однозначным. Если неясно, какие значения предназначены для сопоставления, а какие следует игнорировать, Rust выдаст ошибку. В листинге 18-25 показан пример неоднозначного использования , поэтому он не будет компилироваться. Файл: src/main.rs struct Point { x: i32 , y: i32 , z: i32 , } let origin = Point { x: 0 , y: 0 , z: 0 }; match origin { Point { x, .. } => println! ( "x is {}" , x), } fn main () { let numbers = ( 2 , 4 , 8 , 16 , 32 ); match numbers { (first, .., last) => { println! ( "Some numbers: {first}, {last}" ); } } } Листинг 18-25: Попытка использовать неоднозначным способом При компиляции примера, мы получаем эту ошибку: Rust не может определить, сколько значений в кортеже нужно игнорировать, прежде чем сопоставить значение с second , и сколько следующих значений проигнорировать после этого. Этот код может означать, что мы хотим игнорировать 2 , связать second с 4 , а затем игнорировать 8 , 16 и 32 ; или что мы хотим игнорировать 2 и 4 , связать second с 8 , а затем игнорировать 16 и 32 ; и так далее. Имя переменной second не означает ничего особенного для Rust, поэтому мы получаем ошибку компилятора, так как использование в двух местах как здесь, является неоднозначным. Дополнительные условия оператора сопоставления (Match Guards) Условие сопоставления (match guard) является дополнительным условием if , указанным после шаблона в ветке match , которое также должно быть выполнено, чтобы ветка была выбрана. Условия сопоставления полезны для выражения более сложных идей, чем позволяет только шаблон. Условие может использовать переменные, созданные в шаблоне. В листинге 18-26 показан match , в котором первая ветка имеет шаблон Some(x) , а также имеет условие сопоставления, if x % 2 == 0 (которое будет истинным, если число чётное). fn main () { let numbers = ( 2 , 4 , 8 , 16 , 32 ); match numbers { (.., second, ..) => { println! ( "Some numbers: {}" , second) }, } } $ cargo run Compiling patterns v0.1.0 (file:///projects/patterns) error: `..` can only be used once per tuple pattern --> src/main.rs:5:22 | 5 | (.., second, ..) => { | -- ^^ can only be used once per tuple pattern | | | previously used here error: could not compile `patterns` due to previous error Листинг 18-26: Добавление условия сопоставления в шаблон В этом примере будет напечатано The number 4 is even . Когда num сравнивается с шаблоном в первой ветке, он совпадает, потому что Some(4) соответствует Some(x) Затем условие сопоставления проверяет, равен ли 0 остаток от деления x на 2 и если это так, то выбирается первая ветка. Если бы num вместо этого было Some(5) , условие в сопоставлении первой ветки было бы ложным, потому что остаток от 5 делённый на 2, равен 1, что не равно 0. Rust тогда перешёл бы ко второй ветке, которое совпадает, потому что вторая ветка не имеет условия сопоставления и, следовательно, соответствует любому варианту Some Невозможно выразить условие if x % 2 == 0 внутри шаблона, поэтому условие в сопоставлении даёт нам возможность выразить эту логику. Недостатком этой дополнительной выразительности является то, что компилятор не пытается проверять полноту, когда задействованы выражения с условием в сопоставлении. В листинге 18-11 мы упомянули, что можно использовать условия сопоставления для решения нашей проблемы затенения шаблона. Напомним, что внутри шаблона в выражении match была создана новая переменная, вместо использования внешней к match переменной. Эта новая переменная означала, что мы не могли выполнить сравнение с помощью значения внешней переменной. В листинге 18-27 показано, как мы можем использовать условие сопоставления для решения этой проблемы. Файл: src/main.rs Листинг 18-27. Использование условия сопоставления для проверки на равенство со значением внешней переменной let num = Some ( 4 ); match num { Some (x) if x % 2 == 0 => println! ( "The number {} is even" , x), Some (x) => println! ( "The number {} is odd" , x), None => (), } fn main () { let x = Some ( 5 ); let y = 10 ; match x { Some ( 50 ) => println! ( "Got 50" ), Some (n) if n == y => println! ( "Matched, n = {n}" ), _ => println! ( "Default case, x = {:?}" , x), } println! ( "at the end: x = {:?}, y = {y}" , x); } Этот код теперь напечатает Default case, x = Some(5) . Шаблон во второй ветке не вводит новую переменную y , которая будет затенять внешнюю y , это означает, что теперь можно использовать внешнюю переменную y в условии сопоставления. Вместо указания шаблона как Some(y) , который бы затенял бы внешнюю y , мы указываем Some(n) . Это создаёт новую переменную n , которая ничего не затеняет, так как переменной n нет вне конструкции match Условие сопоставления if n == y не является шаблоном и следовательно, не вводит новые переменные. Переменная y и есть внешняя y , а не новая затенённая y , и теперь мы можем искать элемент, который будет иметь то же значение, что и внешняя y , путём сравнения n и y Вы также можете использовать оператор или | в условии сопоставления, чтобы указать несколько шаблонов; условие сопоставления будет применяться ко всем шаблонам. В листинге 18-28 показан приоритет комбинирования условия сопоставления с шаблоном, который использует | . Важной частью этого примера является то, что условие сопоставления if y применяется к 4 , 5 , и к 6 , хотя это может выглядеть как будто if y относится только к 6 |