30天拿下Rust之函数详解

概述

在Rust中，函数是程序的基本构建块，是代码复用的基本单位，用于封装一系列执行特定操作和计算的语句。函数是可重用的代码片段，可以接受输入参数并产生输出。通过合理使用函数，可以提高代码的可读性、可维护性和可重用性。

函数的定义

在Rust中，函数通过fn关键字进行定义，后面跟着函数名、参数列表（如果有的话）、返回类型（如果有的话）和函数体。参数列表中的每个参数都需要明确其类型。函数的返回类型可以在函数签名中省略，此时Rust编译器会推断出返回类型为()，表示该函数不返回任何值。函数体由一系列语句组成，用于执行特定的操作和计算。

fn func_name(parameter1: Type1, parameter2: Type2) -> ReturnType {
    // 函数体
}

下面，我们详细介绍函数定义中的各个元素。
函数名：Rust中的函数名使用snake_case规范风格，即：所有字母小写，并使用下划线分隔单词。
参数列表：函数可以有一系列的输入参数，参数之间使用逗号分隔。参数的类型必须在函数签名中声明，这样编译器就能知道如何处理和传递这些参数。函数参数是传递给函数的值，它们可以在函数体内被使用。
返回类型：函数可以返回一个值，这个值可以是任何类型。如果函数需要返回一个值，可以在函数签名中指定返回类型，并在函数体中使用return关键字来返回一个值。如果函数不需要返回值，可以使用()作为返回类型。
函数体：是由一对大括号{}包围的代码块，其中包含了执行特定操作和计算的语句。函数体中的语句以分号;结尾，表示语句的结束。函数体内可以定义其他模块，比如：变量、常量、其他函数等。
函数调用：是通过在函数名后面加上一对圆括号()来完成的，圆括号中可以传递参数给函数。如果函数不需要参数，圆括号可以省略。Rust不关心函数定义所在的位置，只要函数被调用时，出现在调用之处可见的作用域内即可。注意：与C/C++不同，Rust中没有类似头文件的概念，函数的定义和实现都在rs文件中编写。

函数的具体用法

1、无参函数。在下面的示例代码中，我们定义了一个名为greet的无参函数，用于打印一条问候信息。在main函数中，我们调用了这个greet函数。

fn greet() {
    println!("Hello, World");
}

fn main() {
    greet();
}

2、有参函数，值传递方式。有参函数接收一个或多个参数，并可以在函数体内使用这些参数进行计算或操作。默认情况下，Rust中的函数参数是通过值传递的，这意味着函数接收的是原始值的一个副本。

fn add(x: i32, y: i32) -> i32 {
    return x + y;
}

fn main() {
    let result = add(66, 99);
    println!("Result is: {}", result);
}

在上面的示例代码中，我们定义了一个名为add的有参函数，接收两个i32类型的参数x和y，并返回它们的和。在main函数中，我们调用了add函数，并将结果存储在变量result中，最后打印出来。
3、有参函数，引用传递方式。可以通过引用传递参数来避免复制大对象的成本，或修改原对象。

fn increase_array(array: &mut [i32], index: usize) {
    array[index] += 66;
}

fn main() {
    let mut array = [100, 200, 300];
    increase_array(&mut array, 1);
    println!("{:?}", array);
}

在上面的示例代码中，我们定义了一个名为increase_array的函数。该函数接收两个参数：一个可变引用到整数数组和一个索引。函数的功能是：在给定索引位置上的数组元素增加66。接下来，我们创建了一个可变的整数数组array ，并初始化为[100, 200, 300]。然后，我们调用increase_array函数，并传入对array数组的可变引用以及索引值1。这意味着，函数将会修改原始数组在索引1处（即：第二个元素）的值。最后，我们使用println!宏打印出修改后的array数组的内容，通过格式化字符串{:?}来显示其详细结构。由于我们在索引1的位置上加了66，所以原数组中的第二个元素从200变成了266。

返回语句与表达式

在Rust中，函数的返回值可以通过两种方式产生：第一种方式是使用return语句，第二种方式是使用函数体的最后一个表达式作为隐式返回值。
1、使用return语句。
return语句用于明确地指定函数的返回值。当return语句被执行时，函数会立即结束，并返回指定的值。return语句后面跟着要返回的值，该值必须与函数签名中声明的返回类型相匹配。

fn add(x: i32, y: i32) -> i32 {
    // 使用return语句明确返回值
    return x + y;
}

2、使用函数体的最后一个表达式作为隐式返回值。
如果函数体只包含一个表达式，并且这个表达式的结果与函数签名中声明的返回类型相匹配，那么这个表达式的结果将自动作为函数的返回值，无需使用return语句。

fn add(x: i32, y: i32) -> i32 {
    // 最后一个表达式作为隐式返回值
    x + y
}

另外，在Rust中，不仅整个函数体可以有一个返回值，单个表达式也可以有返回值。这意味着你可以在函数中的任何位置使用表达式，并且该表达式的结果可以被用作函数的返回值，或者在更大的表达式中被进一步使用。

fn main() {
    let a = 66;

    let b = {
        let a = 99;
        // 代码块中，最后一个表达式作为返回值
        a + 1
    };

    // 输出：66, 100
    println!("{0}, {1}", a, b);
}

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