枚举（Enum）允许我们通过列举所有可能的变体来定义一个类型。与结构体类似，枚举也可以包含数据和方法，但更适合表示”多选一”的情况。
1. 定义和使用枚举
1.1 基本定义
使用 enum 关键字定义枚举：
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| enum IpAddrKind {
V4,
V6,
}
fn main() {
let four = IpAddrKind::V4;
let six = IpAddrKind::V6;
}
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1.2 枚举携带数据
枚举的每个变体可以关联不同类型和数量的数据：
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| enum IpAddr {
V4(u8, u8, u8, u8),
V6(String),
}
fn main() {
let home = IpAddr::V4(127, 0, 0, 1);
let loopback = IpAddr::V6(String::from("::1"));
}
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1.3 多种数据形式
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| enum Message {
Quit,
Move { x: i32, y: i32 },
Write(String),
ChangeColor(i32, i32, i32),
}
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1.4 枚举方法
可以使用 impl 为枚举定义方法：
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| impl Message {
fn call(&self) {
}
}
fn main() {
let m = Message::Write(String::from("hello"));
m.call();
}
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2. Option 枚举
Rust 没有空值（null），使用 Option<T> 表示值可能存在或不存在：
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| enum Option<T> {
Some(T),
None,
}
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使用示例：
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| fn main() {
let some_number = Some(5);
let some_string = Some("文本");
let absent_number: Option<i32> = None;
}
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注意： 必须将 Option<T> 转换为 T 才能使用，这强制我们处理可能为空的情况。
3. match 控制流
3.1 基本用法
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| enum Coin {
Penny,
Nickel,
Dime,
Quarter,
}
fn value_in_cents(coin: Coin) -> u8 {
match coin {
Coin::Penny => 1,
Coin::Nickel => 5,
Coin::Dime => 10,
Coin::Quarter => 25,
}
}
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3.2 绑定值的模式
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| #[derive(Debug)]
enum UsState {
Alabama,
Alaska,
}
enum Coin {
Penny,
Nickel,
Dime,
Quarter(UsState),
}
fn value_in_cents(coin: Coin) -> u8 {
match coin {
Coin::Penny => 1,
Coin::Nickel => 5,
Coin::Dime => 10,
Coin::Quarter(state) => {
println!("州的 25 美分硬币: {:?}!", state);
25
}
}
}
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3.3 匹配 Option
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| fn plus_one(x: Option<i32>) -> Option<i32> {
match x {
None => None,
Some(i) => Some(i + 1),
}
}
fn main() {
let five = Some(5);
let six = plus_one(five);
let none = plus_one(None);
}
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3.4 穷尽性检查
重要： match 必须覆盖所有可能的情况：
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fn plus_one(x: Option<i32>) -> Option<i32> {
match x {
Some(i) => Some(i + 1),
}
}
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3.5 通配符 _
使用 _ 匹配剩余所有情况：
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| fn main() {
let dice_roll = 9;
match dice_roll {
3 => add_fancy_hat(),
7 => remove_fancy_hat(),
_ => reroll(),
}
}
fn add_fancy_hat() {}
fn remove_fancy_hat() {}
fn reroll() {}
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不执行任何操作时使用 ()：
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| match dice_roll {
3 => add_fancy_hat(),
7 => remove_fancy_hat(),
_ => (),
}
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4. if let 简洁控制流
4.1 基本用法
当只关心一种匹配情况时，使用 if let 更简洁：
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let config_max = Some(3u8);
match config_max {
Some(max) => println!("最大值: {}", max),
_ => (),
}
if let Some(max) = config_max {
println!("最大值: {}", max);
}
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4.2 配合 else 使用
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| let mut count = 0;
if let Coin::Quarter(state) = coin {
println!("州的 25 美分硬币: {:?}!", state);
} else {
count += 1;
}
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等价于：
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| match coin {
Coin::Quarter(state) => println!("州的 25 美分硬币: {:?}!", state),
_ => count += 1,
}
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5. 实战示例
5.1 消息处理
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| enum Message {
Hello,
Goodbye,
Body(String),
Wait(String, u32),
}
fn print_msg(m: Message) {
match m {
Message::Hello => println!("Hi"),
Message::Goodbye => println!("Bye"),
Message::Body(msg) => println!("{}", msg),
Message::Wait(time, len) => println!("等待 {} {}", len, time),
}
}
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5.2 状态机
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| enum State {
Idle,
Running,
Stopped,
}
struct Machine {
state: State,
}
impl Machine {
fn start(&mut self) {
match self.state {
State::Idle => {
println!("启动中");
self.state = State::Running;
}
_ => println!("无法启动"),
}
}
}
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总结
枚举与模式匹配是 Rust 中最强大的特性之一。通过合理使用，我们可以：
- 类型安全：编译时确保处理所有可能情况
- 表达力强：不同变体可以携带不同类型数据
- 消除空指针：通过
Option<T> 安全处理空值
- 代码清晰：match 让逻辑分支一目了然
掌握枚举和模式匹配，为后续学习 Result 错误处理、trait 等高级特性打下基础。
Hooray！枚举和模式匹配学习完成！！！
