Rust 基本类型

Rust 的标量类型（整型、浮点、布尔、字符）与复合类型（元组、数组）的表示、字面量与常见边界。

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[!info] related notes

所属 MOC：语言基础 · 学习路线

前置概念：程序结构

后续概念：变量与可变性、字符串、所有权、Vec 与 HashMap

容易混淆：String 与 &str、切片

Rust 基本类型

这个概念为什么出现

在谈所有权之前，必须先能稳定地描述数据：

整数到底多少位、有没有符号？
浮点比较为什么危险？
char 为什么不是 C 的单字节？
元组与数组分别解决什么聚合问题？

基本类型是编译器推断、字面量与 ABI 观感的地基。

[!abstract] 一句话理解 Rust 标量类型有明确表示，其中 usize/isize 宽度取决于目标平台；元组聚合异构固定字段，数组聚合同构固定长度；更灵活的堆结构（String/Vec）建立在这些基础与所有权之上。

最小可运行示例

场景：库存服务描述一件 SKU 的“静态规格卡”

商品中台要为 SKU 打印一张规格卡：价格分、是否上架、等级标签字符、尺寸三元组、近 7 日销量数组。
这些字段都适合基本类型，还不需要 Vec。

// 业务意图：用标量与复合类型描述 SKU 规格并格式化输出。
// 教学点：整型宽度、bool、char、tuple、array 的字面量与访问。

fn main() {
    // 价格用分表示，避免过早用 f64 做货币
    let price_cents: u32 = 1_990;

    // 是否可售
    let on_shelf: bool = true;

    // char 是 Unicode 标量值，占 4 字节宽度语义，不是单字节
    let grade: char = 'A';

    // 元组：长宽高（cm），异构亦可，这里同为 u16
    let dims_cm: (u16, u16, u16) = (30, 20, 12);
    let (l, w, h) = dims_cm; // 解构

    // 数组：近 7 日销量，长度属于类型
    let sales_last_7d: [u32; 7] = [3, 5, 2, 8, 1, 0, 4];
    let day0 = sales_last_7d[0];

    println!(
        "price={} on_shelf={} grade={} dims={}x{}x{} day0_sales={}",
        price_cents, on_shelf, grade, l, w, h, day0
    );
}

建议运行：

cargo run

期望输出：

price=1990 on_shelf=true grade=A dims=30x20x12 day0_sales=3

结合场景再看三个关注点

货币优先整数分：基本类型选择会影响业务正确性。
数组长度在类型里：[u32; 7] 与 [u32; 30] 是不同类型。
元组解构让“规格卡字段”读取清晰。

核心概念与准确模型

标量类型

类别	类型	要点
有符号整数	`i8`…`i128`、`isize`	可负；`isize` 随指针宽度
无符号整数	`u8`…`u128`、`usize`	索引常用 `usize`
浮点	`f32`、`f64`（默认推断常偏 `f64`）	二进制浮点，相等比较需谨慎
布尔	`bool`	`true`/`false`
字符	`char`	Unicode 标量值，字面量用单引号

整型字面量可用下划线：1_000_000。可用后缀：42u8。

复合类型

元组 (T, U, …)

固定长度、字段类型可不同
用 .0、.1 或解构访问
空元组 () 是 unit 类型，常作“无额外信息”的返回

数组 [T; N]

固定长度、元素同类型
元素连续存储；数组本身不决定栈/堆位置，可作为局部值、静态值或位于 Box/其他容器中
安全索引越界会 panic，release 也不允许越界读取；编译器能证明越界时还可能直接拒绝编译，需非 panic 分支时用 .get()

类型注解与推断

let x = 5;        // 默认整型推断为 i32（在典型上下文中）
let y: u8 = 5;
let z = 5.0;      // 典型默认 f64

上下文不足时编译器会要求注解。

设计动机

宽度显式：避免“平台 int 是多少”的隐式坑（isize/usize 是有意的指针宽类型）
安全默认：普通整数运算默认 dev 开启溢出检查、release 关闭并回绕，但可由 profile 的 overflow-checks 改变；常量求值溢出可编译失败。需要稳定业务语义时用 checked_* / saturating_* / wrapping_*
复合类型轻量：小聚合不必立刻上 struct（struct 见后续）

边界情况与反直觉行为

char 不是 UTF-8 字节或完整显示字符：char 大小为 4 字节，UTF-8 编码占 1–4 字节；一个可见字符也可能由多个 Unicode 标量组成。字符串索引应按字节/字符边界小心处理，见字符串。
浮点：0.1 + 0.2 == 0.3 可能为 false。
数组不等于切片：[T; N] 拥有数据；&[T] 是借用视图。
整数溢出：业务代码对金额/计数优先 checked_ 或明确包装策略。

常见误区

[!warning] 常见误区：把 char 当 byte 错误理解：char 像 C 的 char 一字节。
正确模型：Unicode 标量值。
为何易错：关键词看起来像 C。

[!warning] 常见误区：用 f64 存钱错误理解：小数用浮点最自然。
正确模型：货币用整数最小单位或十进制库。
为何易错：十进制字面量直觉。

工程实践

公共 API 显式写出关键整型宽度。
索引与长度用 usize。
超过栈友好大小的数据用 Vec 等堆结构。
领域概念稳定后升级为 struct，而不是长元组。

本节总结

标量：整数、浮点、bool、char。
元组异构固定，数组同构固定。
类型选择有业务后果（钱、索引、文本）。
动态集合与字符串是下一层笔记。

自测题

概念题

为什么数组长度是类型的一部分？

代码推理题

(i32, f64, u8) 能否整体赋给类型 (i32, f64) 的变量？

参考答案

使大小在编译期可知，便于布局与边界检查，并区分不同长度的类型。
不能，元组类型含长度与各字段类型，必须匹配。

延伸阅读与资料来源

资料	类型	支撑内容
The Book — Data Types	官方书	标量与复合类型
std::primitive	标准库	原始类型文档