Rust - 常量

Rust - 常量

常量是绑定到一个名称且不允许更改的值。在 Rust 中，常量使用 const 关键字声明，并且它们的类型必须始终被注解（annotated）。

const MAX_POINTS: u32 = 100_000;

命名约定和作用域

常量的命名约定是使用所有大写字母，单词之间用下划线分隔（SCREAMING_SNAKE_CASE）。常量可以在任何作用域中声明，包括全局作用域，这使得它们对于程序多个部分共享的值非常有用。

const SECONDS_IN_MINUTE: u32 = 60;
const MINUTES_IN_HOUR: u32 = 60;
const SECONDS_IN_HOUR: u32 = SECONDS_IN_MINUTE * MINUTES_IN_HOUR;

fn main() {
    println!("There are {} seconds in an hour.", SECONDS_IN_HOUR);
}

输出

There are 3600 seconds in an hour.

const 和不可变 let 之间的区别

你可能会想，既然 Rust 默认就有不可变变量（let），为什么还需要常量呢？虽然它们看起来相似，但存在重要的区别：

• 类型注解：你必须注解 const 的类型。而 let 通常可选，因为编译器可以推断它。
• 可变性：const 值永远不能通过 mut 变为可变。虽然 let 绑定默认是不可变的，但它们可以用 mut 标记。
• 评估时间：const 必须设置为一个常量表达式，即编译器在编译时可以确定的值。它不能是函数调用或任何在运行时计算的值的结果。
• 内联：const 值在代码中使用的地方实际上会被内联。这意味着 const 没有单个内存地址。
• 作用域：const 可以在任何作用域中声明，包括全局。let 仅限于函数或块作用域。

代码示例：编译时 vs. 运行时

fn get_runtime_value() -> u32 {
    // 某些复杂计算...
    5
}

fn main() {
    // 这有效：该值在编译时计算。
    const COMPILE_TIME_VALUE: u32 = 5 * 2;

    // 这无效：该值在运行时计算。
    // const RUNTIME_VALUE: u32 = get_runtime_value(); // 错误：常量中的函数调用仅限于常量函数

    // 不可变变量适用于运行时值。
    let runtime_variable = get_runtime_value();

    println!("Compile-time: {}, Runtime: {}", COMPILE_TIME_VALUE, runtime_variable);
}

static 注解

Rust 还有另一种创建在程序整个生命周期内都存在的值的方式：static 变量。与 const 不同，static 变量有一个固定的内存位置。static 变量也可以是可变的（使用 static mut），但访问或修改可变 static 变量是 unsafe（不安全）的，因为它可能引入数据竞争（data races）。对于永不改变的值，const 几乎总是更好的选择。

static HELLO_WORLD: &str = "Hello, world!";

fn main() {
    println!("Static says: {}", HELLO_WORLD);
}

不允许对常量进行遮蔽

与用 let 声明的变量不同，常量不能被遮蔽（shadowed）。尝试在同一作用域中声明同名的另一个常量将导致编译时错误。

fn main() {
    const NAME: &str = "Alice";
    // 下面这行代码会导致编译错误：
    // const NAME: usize = 0; // error[E0260]: 名称 `NAME` 已多次定义

    println!("Name is {}", NAME);
}