Rust 模式匹配

学习match · 难度：进阶 · +15XP

Rust 模式匹配

模式匹配（Pattern Matching）是 Rust 语言最强大和最常用的特性之一。match 表达式类似于其他语言中的 switch，但功能要强大得多——它可以解构元组和结构体、匹配范围、匹配枚举变体，并且编译器会强制要求你处理所有可能的情况（穷尽性检查），这极大地提升了代码的安全性。

match 的基本用法

match 的基本结构是将一个值与多个模式（也叫分支或 arm）进行比较，匹配成功后执行对应的代码块。每个分支由模式和 => 后的表达式组成，多个分支之间用逗号分隔。match 表达式会返回一个值。

fn main() {
    let number = 3;
    let result = match number {
        1 => "一",
        2 => "二",
        3 => "三",
        4 | 5 => "四或五",   // 多个值可以用 | 组合
        6..=10 => "六到十",   // 范围匹配
        _ => "其他数字",     // _ 是通配符，匹配所有未处理的情况
    };
    println!("数字 {} 对应: {}", number, result);
}

匹配 Option 枚举

fn get_grade(score: Option<u32>) -> String {
    match score {
        None => "未参加考试".to_string(),
        Some(s) if s >= 90 => "优秀".to_string(),
        Some(s) if s >= 80 => "良好".to_string(),
        Some(s) if s >= 60 => "及格".to_string(),
        Some(_) => "不及格".to_string(),
    }
}  // 注意: if 条件叫做"匹配守卫（match guard）"
fn main() {
    let scores = vec![Some(95), Some(72), None, Some(55)];
    for s in &scores {
        println!("成绩: {}", get_grade(*s));
    }
}

解构结构体和枚举

struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
}
enum Message {
    Quit,
    Move { x: i32, y: i32 },   // 匿名结构体变体
    Write(String),               // 元组变体
    ChangeColor(i32, i32, i32),  // 元组变体
}
fn process(msg: Message) {
    match msg {
        Message::Quit => println!("退出"),
        Message::Move { x, y } => println!("移动到 ({}, {})", x, y),
        Message::Write(text) => println!("消息: {}", text),
        Message::ChangeColor(r, g, b) =>
            println!("改变颜色: rgb({}, {}, {})", r, g, b),
    }
}

if let 和 while let 简洁模式

当你只关心某一种匹配情况时，可以使用 if let 来简化代码。它等价于只处理一个分支的 match，忽略其他所有情况。

1. 使用 match 编写一个「星期转换器」，输入 1-7 返回对应的中文星期名称
2. 编写函数，使用 Option 和 match 实现安全除法（除数为 0 时返回 None）
3. 定义一个 Shape 枚举（Circle, Rectangle, Triangle），用 match 计算不同形状的面积
4. 使用 if let 简化对 Option 和 Result 类型的处理，并对比与 match 的写法差异
5. 在 match 中使用匹配守卫（match guard）实现更复杂的条件筛选