2.2 数据类型：标量类型与复合类型

在 Rust 中，数据类型是静态且强类型的，这意味着所有变量的类型在编译时都必须明确。Rust 的类型系统主要分为两大类：标量类型和复合类型。理解这两类类型是掌握 Rust 语法的基础。

标量类型

标量类型代表一个单一的值。Rust 有四种主要的标量类型：整数、浮点数、布尔值和字符。

1. 整数类型

整数类型分为有符号（i）和无符号（u）两种，每种都有不同的长度（位数）。

• 有符号整数：可以存储正数和负数，范围从 -(2^(n-1)) 到 2^(n-1) - 1。
• 无符号整数：只能存储正数，范围从 0 到 2^n - 1。
• isize 和 usize：其长度取决于程序运行的计算机架构（64 位系统上为 64 位，32 位系统上为 32 位）。通常用于索引集合。

默认类型：整数类型默认为 i32。

let a: i8 = -128;       // 有符号 8 位整数
let b: u32 = 255;       // 无符号 32 位整数
let c: isize = 100;     // 与架构相关的有符号整数
let d = 10;             // 默认类型：i32

2. 浮点类型

Rust 有两种浮点数类型：f32（32 位单精度）和 f64（64 位双精度）。默认类型是 f64，因为现代 CPU 上其速度与 f32 相近，但精度更高。

let x = 2.0;            // f64 (默认)
let y: f32 = 3.0;       // f32

3. 布尔类型

布尔类型（bool）只有两个值：true 和 false。主要用于条件判断。

let is_rust_fun: bool = true;
let is_difficult = false;  // 类型推断为 bool

4. 字符类型

Rust 的 char 类型代表一个 Unicode 标量值，这意味着它可以表示比 ASCII 更多的字符（如中文、日文、emoji 等）。char 类型使用单引号定义，占用 4 个字节。

let letter: char = 'A';
let emoji: char = '😊';
let chinese_char: char = '中';

复合类型

复合类型可以将多个值组合成一个类型。Rust 有两种原生的复合类型：元组和数组。

1. 元组 (Tuple)

元组是一个将多个不同类型的值组合在一起的复合类型。元组的长度是固定的，一旦声明，就不能增长或缩小。

• 创建元组：使用圆括号 () 包含一组值。
• 访问元组元素：可以使用点号 . 后跟索引来访问，或者通过模式匹配解构。

// 创建元组
let tup: (i32, f64, char) = (500, 6.4, 'R');

// 通过索引访问
let first = tup.0;      // 500
let second = tup.1;     // 6.4

// 解构元组
let (x, y, z) = tup;
println!("The values are: {}, {}, {}", x, y, z); // 输出：The values are: 500, 6.4, R

2. 数组 (Array)

数组是一个将多个相同类型的值组合在一起的复合类型。与元组类似，数组的长度也是固定的。

• 创建数组：使用方括号 [] 包含一组值，或者使用 [初始值; 长度] 的语法。
• 访问数组元素：使用方括号 [] 加索引访问，索引从 0 开始。

// 创建数组
let arr: [i32; 5] = [1, 2, 3, 4, 5];

// 使用初始值创建数组（所有元素相同）
let same = [3; 5];  // 等同于 [3, 3, 3, 3, 3]

// 访问数组元素
let first = arr[0];  // 1
let third = arr[2];  // 3

数组越界访问：如果尝试访问超出数组长度的索引，Rust 会在运行时抛出 panic，确保内存安全，避免访问无效内存。

let arr = [1, 2, 3];
let invalid = arr[10]; // 程序会 panic 并退出

总结

掌握这些基础类型是编写 Rust 程序的起点。在后续章节中，我们将学习如何利用这些类型构建更复杂的数据结构。