Rust 结构体 struct 与 impl

更新时间：2026-09-20。struct 是 Rust 组织数据的主力，配合 impl 把数据与行为放一起，但它和面向对象的「类」并不等同。继承/多态的表达方式见 trait 与泛型。

一、三种结构体

// 1) 具名字段（最常见）
struct User {
    name: String,
    active: bool,
}

// 2) 元组结构体：字段只有位置
struct Color(u8, u8, u8);
struct Inches(i32);

// 3) 单元结构体：无字段，常用于实现 trait 的标记类型
struct Marker;

let u = User { name: String::from("alice"), active: true };
println!("{}", u.name);
let c = Color(255, 0, 0);
let red = c.0;

二、impl：方法与关联函数

impl User {
    // 关联函数（无 self），常作构造器：User::new(...)
    fn new(name: &str) -> Self {
        User { name: name.to_string(), active: true }
    }

    // 方法：&self 只读
    fn is_active(&self) -> bool {
        self.active
    }

    // 方法：&mut self 可改字段（调用处变量也必须 mut）
    fn deactivate(&mut self) {
        self.active = false;
    }

    // 方法：self 拿走所有权（消费自身，如 into_*）
    fn into_name(self) -> String {
        self.name
    }
}

let mut u = User::new("bob");   // 关联函数用 ::，方法用 .
u.deactivate();

接收者	用途	代价
&self	只读访问	借用，最常用
&mut self	修改自身	可变借用，调用处需 mut
self	消费自身	取得所有权，常用于转换/收尾

三、更新语法与解构

let base = User { name: "x".into(), active: true };
let copy = User { name: "y".into(), ..base };   // 其余字段从 base 取
// 注意：..base 会把未能 Copy 的字段 move 过来，base 之后部分字段失效

字段是 String 等非 Copy 类型时，..base 会移动所有权；要保留 base 用 #[derive(Clone)] 并显式 ..base.clone()。

四、常用派生宏

#[derive(Debug, Clone, Default)]
struct Point { x: f64, y: f64 }

let p = Point { x: 1.0, ..Default::default() };  // 其余字段取默认值
println!("{:?}", p);                             // Debug 才能 {:?}
let q = p.clone();

• Debug：启用 {:?}/{:#?} 调试打印（自定义展示用 Display）。
• Clone：显式深拷贝 .clone()；Copy（仅限全字段 Copy 的类型）让赋值按位复制。
• Default：提供 Default::default()，配合结构体更新语法很方便。
• PartialEq：支持 ==；Eq/Hash/PartialOrd 按需派生。

五、常见坑

1. 混淆关联函数与方法：String::new()、User::new() 无 self 用 ::；实例方法用 .，写 u.new() 是错的。
2. 方法里改字段但 self 是 &self：编译报错，需要 &mut self 且调用处变量声明 mut。
3. 没派生 Debug 就 {:?}：加上 #[derive(Debug)]，或手写 impl fmt::Display。
4. ..base 悄悄 move：含堆字段时移动后再用 base 报错，要么 clone，要么调整字段顺序。
5. 指望 struct 继承：Rust 没有结构体继承，复用行为用 trait + 组合，见 trait。

总结

Rust 用具名 struct、元组结构体和单元结构体组织数据，用 impl 定义行为：无 self 的关联函数（常作构造器，以 :: 调用）和 &self 只读、&mut self 修改、self 消费自身三类方法（以 . 调用）；常用 derive(Debug/Clone/Default/PartialEq) 获得调试、拷贝、默认值与比较能力；struct 更新语法 ..base 会移动非 Copy 字段、Rust 也没有结构体继承，复用行为应靠 trait 与组合而非类继承。