不可变变量和可变变量及隐藏

发表于 2021-09-28 更新于 2021-10-27 分类于 Rust ，教程，一，基础编程

不可变变量和可变变量

在Rust中，声明变量需要使用let关键字，其使用格式大致如下：

let var_name: type_name;

// 例：声明一个`i32`(32位有符号整型)
let a: i32;

变量声明后必须要赋值(初始化)后才可获取值，可以在声明的同时给变量赋值。

let a: i32;
// let c = a; // 无法编译，因为a未初始化
a = 3;

let b: i32 = 4;

类型名在大多数情况下可以不用写，编译器会自动根据使用的场景和所赋值推断出变量的类型：

let a = 32; // 此时a是一个`i32`，默认设定整型字面值类型为`i32`

// 下面的代码不用完全理解，只需明白类型推断的实现即可
let b = 1; // 由于b用于索引，此时`1`的类型就会转为`usize`并给`b`赋值
let arr = [3, 2]; // arr是一个数组
let k = arr[b]; // b用于索引，因此b是一个`usize`

注意，变量声后就必须赋值。

与许多语言不同，Rust需要在let和变量名间加上mut(mutable)来使其可变，不添加则不可变。

let a;
a = 32;
// a = 4; 此句不可编译，因为a是不可变的(只能赋值一次)

let mut b = 1;
b = 2; // 此句可编译，因为b是可变的

看完上面你可能会一脸懵：变量还分可变和不可变？

回答这个问题前，我先粗浅的解释mut的作用：获取变量的修改权。这意味着：要想在Rust中修改变量，必须先获取修改权，修改权即修改变量的权限。因此在声明时加上mut才能修改变量，此时就为可变变量，反之为不可变变量。这么做有几点好处：1. 防止变量被意外改变；2. 方便分析程序。

警告：上述解释非官方解释，修改权也不是官方术语，建议看看官方文挡(英|中)再下结论。

另外补充说明一下，修改权只能在以下四种情形获取或借用：

获取：声明变量时。
获取：变量以移动(move)的方式传参给函数时。
借用：声明可变变量引用(&mut T)时。
声明可变指针(*mut T)时。

修改权被借用后，直到引用被销毁前，都不能再次从原数据获取引用(因为已经借出去了)，只能从借用了修改权的引用上借用修改权。

不可变变量的可变性

有人可能会疑惑，既然不可变，为何不将其当成常量？答：不可变变量在声明时所赋值可以是一个变量的值(例如ler r = 随机数();(Rust没有随机数()，我只是举个例子))，意味着每次程序运行时不可变变量的值都可以不同。因此不可变变量并不能当成常量。

如果你了解过C++的const(readonly)、constexpr，就可以这么认为：let a: i32类似于const int a、const a: i32(const在Rust中则用于声明常量)类似于constexpr int a。

常量

<>声明一个常量需要使用const关键字，常量名命名约定是全部单词大写，单词之间加下划线。

Rust中常量会在编译前计算出来(这也是let和const的差别所在)，也就是说给常量赋值必须是常量值或常量表达式(能在编译时就能计算出结果)，不能是变量，意味着其值在运行时都是确定的，而不像不可变变量一样运行时也可以不确定。

另外，声明常量必须写明常量的类型(既然是常量了，那肯定希望类型也是定下来的，不然运用时有可能会产生歧义或误用)。

// ✔️，所赋值是字面值常量
const CI: i32 = 12345;
// ✔️，所赋值是字面值常量表达式
const CI_2: i32 = 1 * 2 * 3 * 4;
// ✔️，所赋值是常量表达式
const CI_3: i32 = CI * CI_2 * 2;

let m: i32 = 123;
// ❌，所赋值不是常量
// const CE_2: i32 = m;
// ❌，所赋值不是常量表达式
// const CE_3: i32 = m * 2;

// ❌，声明常量必须写明类型，即使所赋值的类型"感觉"只有一种
// const CE = 12345;

隐藏(`shadowing`)

注：在通过例子学Rust中，数据被隐藏称作数据被冻结，两者含义相同。

Rust允许声明变量名相同的变量，多个变量之间的类型可不同。使用变量名时，获取的变量为当前作用域上文及父作用域上文最新声明的变量。

上面第二句话可能难以听懂，不妨通过看代码来理解这一句话：

fn main() {
    let x = 1;
    { // 这对花括号一般用于划分作用域，一般用不到，此处为了讲解使用一下
        let x = 2;
        // print!()格式化打印
        // println!()格式化打印并换行
        // "x={}"里的{}表示此处将替换成x的值(暂时可以这么认为，后期再展开)
        // 比如x为2时输出结果就是x=2
        // x为3时输出结果就是x=3
        // x为"abc"时输出结果就是x=abc
        println!("x={}", x);

        let x = 3;
        println!("x={}", x);
    }
    println!("x={}", x);
}

输出结果：

1
2
3

x=2
x=3
x=1

原因不难解释：let声明了一个新变量x，此时获取的变量就不再是原来的x而是新的x，直到离开新变量作用域范围后，才能获取原变量。这种特性就是隐藏(shadowing)，因为变量名相同，原变量就被新变量隐藏(shadowing，其实我觉得应该译为遮蔽比较好理解)了，离开新变量的作用域后，原变量就不再被隐藏而可以被获取。

小课堂：有人希望修改一个不可变变量的值，他写了如下代码：

let x = 1; //不可变变量，其所赋值可以是任意变量，这里假设为1
{
    let mut x = x; //尝试获取修改权
    x += 1;
}
print!("{}", x);

很明显上面的输出结果是1而不是2，很多人能指出错误的原因是新的x隐藏了原有的x，因此修改的是新的x而不是旧的x。但我更想指明一点：let mut获取的修改权是新声明变量的修改权，不是所赋值的修改权。

不可变变量和可变变量

不可变变量的可变性

常量

隐藏(shadowing)

隐藏(`shadowing`)