结构体与方法

你会学到什么

用 struct 把相关字段组合成一个类型。
用 impl 块定义方法（带 self）和关联函数（不带 self）。
用 #[derive(...)] 自动获得 Debug、Clone、PartialEq 等能力。

最小示例

#[derive(Debug)]
struct Rectangle {
    width: u32,
    height: u32,
}

impl Rectangle {
    fn area(&self) -> u32 {
        self.width * self.height
    }
}

运行代码

cd examples
cargo run -p rt_10_structs
cargo test -p rt_10_structs

代码讲解

关联函数常用作构造器，用 Self 指代当前类型：

fn new(width: u32, height: u32) -> Self {
    Self { width, height }
}

方法的第一个参数是 &self（只读）、&mut self（可修改）或 self（消费所有权）。

#[derive(Debug, Clone, PartialEq)] 让结构体能被 {:?} 打印、.clone() 复制、用 == 比较，省去手写样板代码。

常见错误

忘记 & 直接写 self，会意外消费所有权：

impl Rectangle {
    fn area(self) -> u32 { // 调用后 rectangle 被移动
        self.width * self.height
    }
}

只读方法几乎总是用 &self。

练习

给 Rectangle 加一个 can_hold(&self, other: &Rectangle) -> bool。
加一个关联函数 square(size: u32) -> Rectangle。

小结

结构体是 Rust 建模的基本单元，方法和关联函数组织行为，derive 自动生成常用 trait 实现。

下一步

当数据有“多种形态”时，枚举比结构体更合适。下一章学习枚举与 Option。

完整示例代码

下面是 examples/10_structs/ 的完整源码。无需 clone 仓库，直接在页面上阅读、复制、对照运行。

examples/10_structs/src/main.rs

//! 结构体、方法与关联函数。

#[derive(Debug, Clone, PartialEq)]
struct Rectangle {
    width: u32,
    height: u32,
}

impl Rectangle {
    /// 关联函数（无 self），常用作构造器。
    fn new(width: u32, height: u32) -> Self {
        Self { width, height }
    }

    /// 方法（带 &self），只读访问字段。
    fn area(&self) -> u32 {
        self.width * self.height
    }

    fn is_square(&self) -> bool {
        self.width == self.height
    }

    /// 返回一个新结构体，不修改自身。
    fn scaled(&self, factor: u32) -> Self {
        Self::new(self.width * factor, self.height * factor)
    }
}

fn main() {
    let rect = Rectangle::new(3, 4);
    println!("{rect:?}");
    println!("area = {}", rect.area());
    println!("is_square = {}", rect.is_square());
    println!("scaled = {:?}", rect.scaled(2));
}

#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;

    #[test]
    fn computes_area() {
        assert_eq!(Rectangle::new(3, 4).area(), 12);
    }

    #[test]
    fn detects_square() {
        assert!(Rectangle::new(5, 5).is_square());
        assert!(!Rectangle::new(5, 6).is_square());
    }

    #[test]
    fn scales_into_new_value() {
        let rect = Rectangle::new(2, 3);
        assert_eq!(rect.scaled(2), Rectangle::new(4, 6));
        // 原值不变。
        assert_eq!(rect, Rectangle::new(2, 3));
    }
}

examples/10_structs/Cargo.toml

[package]
name = "rt_10_structs"
version.workspace = true
edition.workspace = true
publish.workspace = true