Rust 劝退系列 06:常量

大家好,我是站长 polarisxu。

这是 Rust 劝退系列的第 6 个教程,探讨 Rust 中的常量,因为 static 和常量有类似之处,因此一并探讨。(Rust By Example 中甚至将常量分成两种类型:const 和 static,我个人觉得常量是常量,static 修饰的是变量,不能算是常量)

01 常量

在 Rust 语言中,术语"常量"用于表示固定的值,比如 5 、-89、 I love Rust、3.14 等等。一旦我们定义了一个常量,那么就再也不能改变常量的值了。

Rust 语言中使用 const 关键字来定义一个常量。定义常量时需要明确指定常量的数据类型。

看看下面的代码:(&str 类型以后讲解)

const NUM: i32 = 5;		// const NUM = 5i8	编译不通过
const PI: f64 = 3.14;
const LOVE: &str = "I love Rust!";	// 也可以使用: &'static str,即指定声明周期

在变量那一节讲过字面量。常量要求赋值时只能是常量表达式(字面量是常量表达式一种),这一点大部分语言都类似,即要求是编译期能计算出值的。

关于常量,需要注意以下几点:

  • 必须显示指定数据类型。这一点我认为不如 Go。变量能推断,为什么常量不能推断呢?Go 甚至是无类型常量,这样在具体参与计算或赋值时,在赋予合适的类型,有点类似 Rust 变量的动态推断。即使有字面量类型后缀也不行。
  • 常量名一般使用大写字母,否则编译器会报 Warning。
  • 在编译时,常量会被替换为具体的值。这有点类似于 C 语言中的 #define
  • 常量不支持重定义(遮蔽),这和变量是不同的。

02 静态变量

这部分内容,我建议你看完就忘掉它!!!

Rust 中,静态变量也叫全局变量。一般不建议使用。通过 static 定义静态变量。(Go 中没有 static 关键字)

示例:

static NUM: i32 = 100;

之所以将它和常量放在一起讲,是因为和常量有一些相似之处:

  • 定义方式类型,一个使用 static,一个使用 const;
  • 名称都要求使用大写,否则会报 Warning;
  • 都必须明确指定类型;
  • 两者都要求必须使用常量表达式进行赋值,即必须是编译期能计算出的值;

但和常量也有一些重要的区别:

  • 常量在编译时被内联,但静态变量不会。在整个程序中静态变量只有一个实例,也就是说所有引用都指向同一个地址。
  • 常量不可变,而静态变量和普通变量一样,默认不可变,但可以通过 mut 关键字定义为可变。

也正是因为全局变量有可变特性,导致多个线程同时访问时,可能引发数据竞争,导致内存安全问题。因此,对于全局可变变量的访问和修改必须放在 unsafe 块中进行。以下代码编译不通过:

static mut NUM: i32 = 10;

fn main() {
    NUM += 1;
    println!("{}", NUM);
}

编译器提示:

error[E0133]: use of mutable static is unsafe and requires unsafe function or block

改为这样就可以了:

static mut NUM: i32 = 10;

fn main() {
    unsafe {
        NUM += 1;
        println!("{}", NUM);
    }
}

unsafe,Go 程序员应该很熟悉。在 Go 中一般也建议别用它。

如果不用 unsafe,也就是静态变量别定义为可变,那这和常量似乎没啥区别,直接使用 const 更好。

03 小结

Rust 中的常量没有太多特殊的地方,但静态变量,我建议忘记它的存在。可能有极端的场景,通过静态变量能带来一些好处,但应该不是必须的。Rust 本身就够复杂的了,能学简单点就简单点。因此,我建议你可以忘掉关于 static 的内容。


上次有朋友截了个图,发现这个系列阅读量阶梯型下跌:

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