Rust-ohjelmointikieli

Muuttujat ja muuttuvuus

Kuten mainittiin “Arvojen tallentaminen muuttujilla” -osiossa, muuttujat ovat oletuksena muuttumattomia. Tämä on yksi monista Rustin antamista vihjeistä kirjoittaa koodia tavalla, joka hyödyntää Rustin tarjoamaa turvallisuutta ja helppoa rinnakkaisuutta. Sinulla on kuitenkin edelleen mahdollisuus tehdä muuttujistasi muuttuvia. Tutkitaan, miten ja miksi Rust kannustaa suosimaan muuttumattomuutta ja miksi joskus saatat haluta poiketa siitä.

Kun muuttuja on muuttumaton, kun arvo on sidottu nimeen, et voi muuttaa sitä arvoa. Havainnollistamiseksi luo uusi projekti nimeltä variables projects-kansioosi komennolla cargo new variables.

Avaa sitten uudessa variables-kansiossasi src/main.rs ja korvaa sen koodi seuraavalla koodilla, joka ei vielä käänny:

Filename: src/main.rs

{{#rustdoc_include ../listings/ch03-common-programming-concepts/no-listing-01-variables-are-immutable/src/main.rs}}

Tallenna ja suorita ohjelma cargo run -komennolla. Sinun pitäisi saada virheilmoitus muuttumattomuusvirheestä, kuten tässä tulosteessa:

{{#include ../listings/ch03-common-programming-concepts/no-listing-01-variables-are-immutable/output.txt}}

Tämä esimerkki näyttää, miten kääntäjä auttaa löytämään virheitä ohjelmissasi. Kääntäjävirheet voivat olla turhauttavia, mutta todellisuudessa ne vain tarkoittavat, että ohjelmasi ei vielä turvallisesti tee sitä, mitä haluat sen tekevän; ne eivät tarkoita, ettet olisi hyvä ohjelmoija! Kokeneetkin Rustaceanit saavat kääntäjävirheitä.

Sait virheilmoituksen cannot assign twice to immutable variable `x` koska yritit antaa toisen arvon muuttumattomalle x-muuttujalle.

On tärkeää, että saamme käännösaikaisia virheitä, kun yritämme muuttaa arvoa, joka on merkitty muuttumattomaksi, koska juuri tämä tilanne voi johtaa bugeihin. Jos yksi osa koodistamme toimii olettaen, että arvo ei koskaan muutu, ja toinen osa koodistamme muuttaa sitä arvoa, on mahdollista, että koodin ensimmäinen osa ei tee sitä, mitä se oli suunniteltu tekemään. Tällaisen bugin syy voi olla vaikea jäljittää jälkikäteen, erityisesti kun koodin toinen osa muuttaa arvoa vain joskus. Rust-kääntäjä takaa, että kun ilmoitat arvon olevan muuttumaton, se todella ei muutu, joten sinun ei tarvitse seurata sitä itse. Koodisi on siten helpompi ymmärtää.

Mutta muuttuvuus voi olla hyvin hyödyllistä ja tehdä koodin kirjoittamisesta kätevämpää. Vaikka muuttujat ovat oletuksena muuttumattomia, voit tehdä niistä muuttuvia lisäämällä mut-avainsanan muuttujan nimen eteen, kuten teit Luvussa 2. mut-avainsanan lisääminen myös välittää aikomuksen koodin tuleville lukijoille osoittaen, että koodin muut osat muuttavat tämän muuttujan arvoa.

Muutetaan esimerkiksi src/main.rs seuraavaksi:

Filename: src/main.rs

#![allow(unused)]
fn main() {
{{#rustdoc_include ../listings/ch03-common-programming-concepts/no-listing-02-adding-mut/src/main.rs}}
}

Kun suoritamme ohjelman nyt, saamme tämän:

{{#include ../listings/ch03-common-programming-concepts/no-listing-02-adding-mut/output.txt}}

Saamme muuttaa x:ään sidottua arvoa 5:stä 6:een, kun mut on käytössä. Lopulta päätös muuttuvuuden käytöstä on sinun ja riippuu siitä, mikä on selkeintä kyseisessä tilanteessa.

Vakioiden julistaminen

Kuten muuttumattomat muuttujat, vakiot ovat arvoja, jotka on sidottu nimeen eikä niitä saa muuttaa, mutta vakioiden ja muuttujien välillä on muutamia eroja.

Ensinnäkin et saa käyttää mut-avainsanaa vakioiden kanssa. Vakiot eivät ole vain oletuksena muuttumattomia—ne ovat aina muuttumattomia. Julistat vakiot const-avainsanalla let-avainsanan sijaan, ja arvon tyyppi täytyy annotoida. Käsittelemme tyyppejä ja tyyppiannotaatioita seuraavassa osiossa “Tietotyypit”, joten älä huoli yksityiskohdista vielä. Tiedä vain, että sinun täytyy aina annotoida tyyppi.

Vakioita voidaan julistaa missä tahansa näkyvyysalueessa, mukaan lukien globaalissa näkyvyysalueessa, mikä tekee niistä hyödyllisiä arvoille, jotka monien koodin osien tarvitsevat tietää.

Viimeinen ero on, että vakioille voidaan asettaa vain vakiolauseke, ei arvon tulos, joka voitaisiin laskea vain ajonaikana.

Tässä on esimerkki vakion julistuksesta:

#![allow(unused)]
fn main() {
const THREE_HOURS_IN_SECONDS: u32 = 60 * 60 * 3;
}

Vakion nimi on THREE_HOURS_IN_SECONDS, ja sen arvo on 60 (sekuntien määrä minuutissa) kerrottuna 60:llä (minuuttien määrä tunnissa) kerrottuna 3:lla (tuntien määrä, jonka haluamme laskea tässä ohjelmassa). Rustin nimeämiskäytäntö vakioille on käyttää kaikkia kirjaimia isoina ja alaviivoja sanojen välissä. Kääntäjä pystyy arvioimaan rajoitetun joukon operaatioita käännösaikana, mikä antaa meille mahdollisuuden kirjoittaa tämän arvon tavalla, joka on helpompi ymmärtää ja tarkistaa, sen sijaan että asettaisimme vakion arvoksi 10 800. Katso Rust Referencen osio vakioiden arvioinnista lisätietoja siitä, mitä operaatioita voidaan käyttää vakioita julistaessa.

Vakiot ovat voimassa koko ohjelman ajon ajan niiden julistusalueella. Tämä ominaisuus tekee vakioista hyödyllisiä sovellusalueesi arvoille, jotka useat ohjelman osat saattavat tarvita tietää, kuten maksimipisteet, jotka mikä tahansa pelaaja voi ansaita, tai valon nopeus.

Kovakoodattujen arvojen nimeäminen vakioiksi koko ohjelmassasi on hyödyllistä välittääkseen arvon merkityksen koodin tuleville ylläpitäjille. Se auttaa myös sillä, että sinun tarvitsee muuttaa vain yhtä paikkaa koodissasi, jos kovakoodattua arvoa pitää päivittää tulevaisuudessa.

Varjostaminen

Kuten näit arvauspeli-oppaassa Luvussa 2, voit julistaa uuden muuttujan samalla nimellä kuin aiempi muuttuja. Rustaceanit sanovat, että ensimmäinen muuttuja varjostetaan toisella, mikä tarkoittaa, että toinen muuttuja on se, jonka kääntäjä näkee, kun käytät muuttujan nimeä. Käytännössä toinen muuttuja peittää ensimmäisen, ohjaten kaikki muuttujan nimen käytöt itseensä, kunnes se itse varjostetaan tai näkyvyysalue päättyy. Voimme varjostaa muuttujan käyttämällä samaa muuttujan nimeä ja toistamalla let-avainsanan käytön seuraavasti:

Filename: src/main.rs

#![allow(unused)]
fn main() {
{{#rustdoc_include ../listings/ch03-common-programming-concepts/no-listing-03-shadowing/src/main.rs}}
}

Tämä ohjelma sitoo ensin x:n arvoon 5. Sitten se luo uuden muuttujan x toistamalla let x =, ottaen alkuperäisen arvon ja lisäten 1, jolloin x:n arvo on 6. Sitten sisäisessä näkyvyysalueessa, joka luotiin aaltosulkeilla, kolmas let-lauseke varjostaa myös x:n ja luo uuden muuttujan, kertomalla edellisen arvon kahdella antaakseen x:lle arvon 12. Kun tämä näkyvyysalue päättyy, sisäinen varjostaminen loppuu ja x palaa arvoon 6. Kun suoritamme tämän ohjelman, se tulostaa seuraavan:

{{#include ../listings/ch03-common-programming-concepts/no-listing-03-shadowing/output.txt}}

Varjostaminen eroaa muuttujan merkitsemisestä mut-avainsanalla, koska saamme käännösaikaisen virheen, jos yritämme vahingossa antaa uuden arvon tälle muuttujalle käyttämättä let-avainsanaa. Käyttämällä let-avainsanaa voimme suorittaa muutamia muunnoksia arvolle, mutta muuttuja on muuttumaton näiden muunnosten jälkeen.

Toinen ero mut-avainsanan ja varjostamisen välillä on, että koska luomme käytännössä uuden muuttujan, kun käytämme let-avainsanaa uudelleen, voimme muuttaa arvon tyyppiä mutta käyttää samaa nimeä. Esimerkiksi ohjelmamme saattaa pyytää käyttäjää näyttämään, kuinka monta välilyöntiä hän haluaa tekstin väliin syöttämällä välilyöntimerkkejä, ja sitten haluamme tallentaa tämän syötteen numerona:

#![allow(unused)]
fn main() {
{{#rustdoc_include ../listings/ch03-common-programming-concepts/no-listing-04-shadowing-can-change-types/src/main.rs:here}}
}

Ensimmäinen spaces-muuttuja on merkkijonotyyppiä, ja toinen spaces-muuttuja on numerotyyppiä. Varjostaminen säästää meidät keksimästä eri nimiä, kuten spaces_str ja spaces_num; sen sijaan voimme käyttää uudelleen yksinkertaisempaa spaces-nimeä. Jos kuitenkin yritämme käyttää mut-avainsanaa tähän, kuten tässä näytetään, saamme käännösaikaisen virheen:

{{#rustdoc_include ../listings/ch03-common-programming-concepts/no-listing-05-mut-cant-change-types/src/main.rs:here}}

Virhe sanoo, ettemme saa muuttaa muuttujan tyyppiä:

{{#include ../listings/ch03-common-programming-concepts/no-listing-05-mut-cant-change-types/output.txt}}

Nyt kun olemme tutkineet, miten muuttujat toimivat, katsotaan lisää tietotyyppejä, joita niillä voi olla.