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<head>
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<title>变量和可变性 - Rust 程序设计语言 简体中文版</title>
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<meta name="description" content="Rust 程序设计语言 简体中文版">
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<base href="">
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<link rel="stylesheet" href="book.css">
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<link href='https://fonts.googleapis.com/css?family=Open+Sans:300italic,400italic,600italic,700italic,800italic,400,300,600,700,800' rel='stylesheet' type='text/css'>
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<link rel="shortcut icon" href="favicon.png">
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<!-- Font Awesome -->
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<link rel="stylesheet" href="https://maxcdn.bootstrapcdn.com/font-awesome/4.3.0/css/font-awesome.min.css">
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<link rel="stylesheet" href="highlight.css">
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<link rel="stylesheet" href="tomorrow-night.css">
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<!-- MathJax -->
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<script type="text/javascript" src="https://cdn.mathjax.org/mathjax/latest/MathJax.js?config=TeX-AMS-MML_HTMLorMML"></script>
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<!-- Fetch JQuery from CDN but have a local fallback -->
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<script src="https://code.jquery.com/jquery-2.1.4.min.js"></script>
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<script>
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if (typeof jQuery == 'undefined') {
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document.write(unescape("%3Cscript src='jquery.js'%3E%3C/script%3E"));
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}
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</script>
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</head>
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<body class="light">
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<!-- Set the theme before any content is loaded, prevents flash -->
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<script type="text/javascript">
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var theme = localStorage.getItem('theme');
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if (theme == null) { theme = 'light'; }
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$('body').removeClass().addClass(theme);
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</script>
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<!-- Hide / unhide sidebar before it is displayed -->
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<script type="text/javascript">
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var sidebar = localStorage.getItem('sidebar');
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if (sidebar === "hidden") { $("html").addClass("sidebar-hidden") }
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else if (sidebar === "visible") { $("html").addClass("sidebar-visible") }
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</script>
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<div id="sidebar" class="sidebar">
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<ul class="chapter"><li><a href="ch01-00-introduction.html"><strong>1.</strong> 介绍</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch01-01-installation.html"><strong>1.1.</strong> 安装</a></li><li><a href="ch01-02-hello-world.html"><strong>1.2.</strong> Hello, World!</a></li></ul></li><li><a href="ch02-00-guessing-game-tutorial.html"><strong>2.</strong> 猜猜看教程</a></li><li><a href="ch03-00-common-programming-concepts.html"><strong>3.</strong> 通用编程概念</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch03-01-variables-and-mutability.html" class="active"><strong>3.1.</strong> 变量和可变性</a></li><li><a href="ch03-02-data-types.html"><strong>3.2.</strong> 数据类型</a></li><li><a href="ch03-03-how-functions-work.html"><strong>3.3.</strong> 函数如何工作</a></li><li><a href="ch03-04-comments.html"><strong>3.4.</strong> 注释</a></li><li><a href="ch03-05-control-flow.html"><strong>3.5.</strong> 控制流</a></li></ul></li><li><a href="ch04-00-understanding-ownership.html"><strong>4.</strong> 认识所有权</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch04-01-what-is-ownership.html"><strong>4.1.</strong> 什么是所有权</a></li><li><a href="ch04-02-references-and-borrowing.html"><strong>4.2.</strong> 引用 & 借用</a></li><li><a href="ch04-03-slices.html"><strong>4.3.</strong> Slices</a></li></ul></li><li><a href="ch05-00-structs.html"><strong>5.</strong> 结构体</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch05-01-method-syntax.html"><strong>5.1.</strong> 方法语法</a></li></ul></li><li><a href="ch06-00-enums.html"><strong>6.</strong> 枚举和模式匹配</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch06-01-defining-an-enum.html"><strong>6.1.</strong> 定义枚举</a></li><li><a href="ch06-02-match.html"><strong>6.2.</strong> <code>match</code>控制流运算符</a></li><li><a href="ch06-03-if-let.html"><strong>6.3.</strong> <code>if let</code>简单控制流</a></li></ul></li><li><a href="ch07-00-modules.html"><strong>7.</strong> 模块</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch07-01-mod-and-the-filesystem.html"><strong>7.1.</strong> <code>mod</code>和文件系统</a></li><li><a href="ch07-02-controlling-visibility-with-pub.html"><strong>7.2.</strong> 使用<code>pub</code>控制可见性</a></li><li><a href="ch07-03-importing-names-with-use.html"><strong>7.3.</strong> 使用<code>use</code>导入命名</a></li></ul></li><li><a href="ch08-00-common-collections.html"><strong>8.</strong> 通用集合类型</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch08-01-vectors.html"><strong>8.1.</strong> vector</a></li><li><a href="ch08-02-strings.html"><strong>8.2.</strong> 字符串</a></li><li><a href="ch08-03-hash-maps.html"><strong>8.3.</strong> 哈希 map</a></li></ul></li><li><a href="ch09-00-error-handling.html"><strong>9.</strong> 错误处理</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch09-01-unrecoverable-errors-with-panic.html"><strong>9.1.</strong> <code>panic!</code>与不可恢复的错误</a></li><li><a href="ch09-02-recoverable-errors-with-result.html"><strong>9.2.</strong> <code>Result</code>与可恢复的错误</a></li><li><a href="ch09-03-to-panic-or-not-to-panic.html"><strong>9.3.</strong> <code>panic!</code>还是不<code>panic!</code></a></li></ul></li><li><a href="ch10-00-generics.html"><strong>10.</strong> 泛型、trait 和生命周期</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch10-01-syntax.html"><strong>10.1.</strong> 泛型数据类型</a></li><li><a href="ch10-02-traits.html"><strong>10.2.</strong> trait：定义共享的行为</a></li><li><a href="ch10-03-lifetime-syntax.html"><strong>10.3.</strong> 生命周期与引用有效性</a></li></ul></li><li><a href="ch11-00-testing.html"><strong>11.</strong> 测试</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch11-01-writing-tests.html"><strong>11.1.</strong> 编写测试</a></li><li><a href="ch11-02-running-tests.html"><strong>11.2.</strong> 运行测试</a></li><li><a href="ch11-03-test-organization.html"><strong>11.3.</strong> 测试的组织结构</a></li></ul></li><li><a href="ch12-00-an-io-project.html"><strong>12.</strong> 一个 I/O 项目</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch12-01-accepting-command-line-arguments.html"><strong>12.1.</strong> 接受命令行参数</a></li><li><a href="ch12-02-reading-a-file.html"><strong>12.2.</strong> 读取文件</a></li><li><a href="ch12-03-improving-error-handling-and-modularity.html"><strong>12.3.</strong> 增强错误处理和模块化</a></li><li><a href="ch12-04-testing-the-librarys-functionality.html"><strong>12.4.</strong> 测试库的功能</a></li><li><a href="ch12-05-working-with-environment-variables.html"><strong>12.5.</strong> 处理环境变量</a></li><li><a href="ch12-06-writing-to-stderr-instead-of-stdout.html"><strong>12.6.</strong> 输出到<code>stderr</code>而不是<code>stdout</code></a></li></ul></li><li><a href="ch13-00-functional-features.html"><strong>13.</strong> Rust 中的函数式语言功能</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch13-01-closures.html"><strong>13.1.</strong> 闭包</a></li><li><a href="ch13-02-iterators.html"><strong>13.2.</strong> 迭代器</a></li><li><a href="ch13-03-improving-our-io-project.html"><strong>13.3.</strong> 改进 I/O 项目</a></li><li><a href="ch13-04-performance.html"><strong>13.4.</strong> 性能</a></li></ul></li><li><a href="ch14-00-more-about-cargo.html"><strong>14.</strong> 更多关于 Cargo 和 Crates.io</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch14-01-release-profiles.html"><strong>14.1.</strong> 发布配置</a></li><li><a href="ch14-02-publishing-to-crates-io.html"><strong>14.2.</strong> 将 crate 发布到 Crates.io</a></li><li><a href="ch14-03-cargo-workspaces.html"><strong>14.3.</strong> Cargo 工作空间</a></li><li><a href="ch14-04-installing-binaries.html"><strong>14.4.</strong> 使用<code>cargo install</code>从 Crates.io 安装文件</a></li><li><a href="ch14-05-extending-cargo.html"><strong>14.5.</strong> Cargo 自定义扩展命令</a></li></ul></li><li><a href="ch15-00-smart-pointers.html"><strong>15.</strong> 智能指针</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch15-01-box.html"><strong>15.1.</strong> <code>Box<T></code>用于已知大小的堆上数据</a></li><li><a href="ch15-02-deref.html"><strong>15.2.</strong> <code>Deref</code> Trait 允许通过引用访问数据</a></li><li><a href="ch15-03-drop.html"><strong>15.3.</strong> <code>Drop</code> Trait 运行清理代码</a></li><li><a href="ch15-04-rc.html"><strong>15.4.</strong> <code>Rc<T></code> 引用计数智能指针</a></li><li><a href="ch15-05-interior-mutability.html"><strong>15.5.</strong> <code>RefCell<T></code>和内部可变性模式</a></li><li><a href="ch15-06-reference-cycles.html"><strong>15.6.</strong> 引用循环和内存泄漏是安全的</a></li></ul></li><li><a href="ch16-00-concurrency.html"><strong>16.</strong> 无畏并发</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch16-01-threads.html"><strong>16.1.</strong> 线程</a></li><li><a href="ch16-02-message-passing.html"><strong>16.2.</strong> 消息传递</a></li><li><a href="ch16-03-shared-state.html"><strong>16.3.</strong> 共享状态</a></li><li><a href="ch16-04-extensible-concurrency-sync-and-send.html"><strong>16.4.</strong> 可扩展的并发：<code>Sync</code>和<code>Send</code></a></li></ul></li><li><a href="ch17-00-oop.html"><strong>17.</strong> 面向对象</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch17-01-what-is-oo.html"><strong>17.1.</strong> 什么是面向对象？</a></li><li><a href="ch17-02-trait-objects.html"><strong>17.2.</strong> 为使用不同类型的值而设计的 trait 对象</a></li><li><a href="ch17-03-oo-design-patterns.html"><strong>17.3.</strong> 面向对象设计模式的实现</a></li></ul></li><li><a href="ch18-00-patterns.html"><strong>18.</strong> 模式用来匹配值的结构</a></li><li><ul class="section"><li><a href="ch18-01-all-the-places-for-patterns.html"><strong>18.1.</strong> 所有可能会用到模式的位置</a></li><li><a href="ch18-02-refutability.html"><strong>18.2.</strong> refutable：何时模式可能会匹配失败</a></li><li><a href="ch18-03-pattern-syntax.html"><strong>18.3.</strong> 模式的全部语法</a></li></ul></li></ul>
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<i id="theme-toggle" class="fa fa-paint-brush"></i>
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<h1 class="menu-title">Rust 程序设计语言 简体中文版</h1>
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<i id="print-button" class="fa fa-print" title="Print this book"></i>
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<div id="content" class="content">
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<a class="header" href="#变量和可变性" name="变量和可变性"><h2>变量和可变性</h2></a>
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<blockquote>
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<p><a href="https://github.com/rust-lang/book/blob/master/second-edition/src/ch03-01-variables-and-mutability.md">ch03-01-variables-and-mutability.md</a>
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<br>
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commit 04aa3a45eb72855b34213703718f50a12a3eeec8</p>
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</blockquote>
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<p>第二章中提到过，变量默认是<strong>不可变</strong>（<em>immutable</em>）的。这是利用 Rust 安全和简单并发的优势编写代码一大助力。不过，变量仍然有可变的选项。让我们探讨一下,拥抱不可变性的原因及方法，以及何时你不想拥抱。</p>
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<p>当变量不可变时，意味着一旦值被绑定上一个名称，你就不能改变这个值。作为说明，通过<code>cargo new --bin variables</code>在 <em>projects</em> 目录生成一个叫做 <em>variables</em> 的新项目。</p>
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||
<p>接着，在新建的 <em>variables</em> 目录，打开 <em>src/main.rs</em> 并替换其代码为如下：</p>
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<p><span class="filename">Filename: src/main.rs</span></p>
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<pre><code class="language-rust,ignore">fn main() {
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let x = 5;
|
||
println!("The value of x is: {}", x);
|
||
x = 6;
|
||
println!("The value of x is: {}", x);
|
||
}
|
||
</code></pre>
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<p>保存并使用<code>cargo run</code>运行程序。应该会看到一个错误信息，如下输出所示：</p>
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<pre><code>$ cargo run
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Compiling variables v0.0.1 (file:///projects/variables)
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error[E0384]: re-assignment of immutable variable `x`
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||
--> src/main.rs:4:5
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|
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||
2 | let x = 5;
|
||
| - first assignment to `x`
|
||
3 | println!("The value of x is: {}", x);
|
||
4 | x = 6;
|
||
| ^^^^^ re-assignment of immutable variable
|
||
</code></pre>
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||
<p>这个例子展示了编译器如何帮助你找出程序中的错误。即便编译错误令人沮丧，那也不过是说程序不能安全的完成你想让它完成的工作；而<strong>不能</strong>说明你是不是一个好程序员！有经验的 Rustacean 们一样会遇到编译错误。这些错误给出的原因是<code>对不可变变量重新赋值</code>（<code>re-assignment of immutable variable</code>），因为我们尝试对不可变变量<code>x</code>赋第二个值。</p>
|
||
<p>尝试去改变预设为不可变的值，产生编译错误是很重要的，因为这种情况可能导致 bug：如果代码的一部分假设一个值永远也不会改变，而另一部分代码改变了它，第一部分代码就有可能以不可预料的方式运行。不得不承认这种 bug 难以跟踪，尤其是第二部分代码只是<strong>有时</strong>改变其值。</p>
|
||
<p>Rust 编译器保证，如果声明一个值不会变，它就真的不会变。这意味着当阅读和编写代码时，不需要厘清如何以及哪里可能会被改变，从而使得代码易于推导。</p>
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||
<p>不过可变性也是非常有用的。变量只是默认不可变；可以通过在变量名之前加 <code>mut</code> 来使其可变。它向读者表明了其他代码将会改变这个变量的意图。</p>
|
||
<p>例如，改变 <em>src/main.rs</em> 并替换其代码为如下：</p>
|
||
<p><span class="filename">Filename: src/main.rs</span></p>
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||
<pre><code class="language-rust">fn main() {
|
||
let mut x = 5;
|
||
println!("The value of x is: {}", x);
|
||
x = 6;
|
||
println!("The value of x is: {}", x);
|
||
}
|
||
</code></pre>
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||
<p>当运行这个程序，出现如下：</p>
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<pre><code>$ cargo run
|
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Compiling variables v0.1.0 (file:///projects/variables)
|
||
Running `target/debug/variables`
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||
The value of x is: 5
|
||
The value of x is: 6
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||
</code></pre>
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<p>通过 <code>mut</code>，允许把绑定到 <code>x</code> 的值从 <code>5</code> 改成 <code>6</code>。在一些情况下，你会想要一个变量可变，因为相对不可变的风格更容易写。</p>
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||
<p>除了避免 bug 外，还有多处需要权衡取舍。例如，使用大型数据结构时，适当地使变量可变，可能比复制和返回新分配的实例更快。对于较小的数据结构，总是创建新实例，采用更偏向函数式的风格编程，可能会使代码更易理解，为可读性而遭受性能惩罚或许值得。</p>
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<a class="header" href="#变量和常量的区别" name="变量和常量的区别"><h3>变量和常量的区别</h3></a>
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<p>不允许改变值的变量，可能会使你想起另一个大部分编程语言都有的概念：<strong>常量</strong>（<em>constants</em>）。类似于不可变变量，常量也是绑定到一个名称的不允许改变的值，不过常量与变量还是有一些区别。</p>
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<p>首先，不允许对常量使用 <code>mut</code>：常量不光默认不能变，它总是不能变。</p>
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<p>声明常量使用 <code>const</code> 关键字而不是 <code>let</code>，而且<em>必须</em>注明值的类型。在下一部分，“数据类型”，涉及到类型和类型注解，现在无需关心这些细节，记住总是标注类型即可。</p>
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||
<p>常量可以在任何作用域声明，包括全局作用域，这在一个值需要被很多部分的代码用到时很有用。</p>
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||
<p>最后一个区别是常量只能用于常量表达式，而不能作为函数调用的结果，或任何其他只在运行时计算的值。</p>
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||
<p>这是一个常量声明的例子，它的名称是 <code>MAX_POINTS</code>，值是 100,000。（常量使用下划线分隔的大写字母命名）：</p>
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<pre><code class="language-rust">const MAX_POINTS: u32 = 100_000;
|
||
</code></pre>
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||
<p>常量在整个程序生命周期中都有效，位于它声明的作用域之中。这使得常量可以作为多处代码使用的全局范围的值，例如一个游戏中所有玩家可以获取的最高分或者光速。</p>
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<p>将作用于整个程序的值，由硬编码改为常量（并编写文档），对后来的维护者了解值的意义很用帮助。它也能将硬编码的值汇总一处，为将来可能的修改提供方便。</p>
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<a class="header" href="#遮盖shadowing" name="遮盖shadowing"><h3>遮盖（Shadowing）</h3></a>
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<p>如第二章“猜猜看游戏”所讲的，我们可以定义一个与之前变量重名的新变量，而新变量会<strong>遮盖</strong>之前的变量。Rustacean 称之为“第一个变量被第二个<strong>遮盖</strong>了”，这意味着使用这个变量时会看第二个值。可以用相同变量名称来遮盖它自己，以及重复使用 <code>let</code> 关键字来多次遮盖，如下所示：</p>
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<p><span class="filename">Filename: src/main.rs</span></p>
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<pre><code class="language-rust">fn main() {
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let x = 5;
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let x = x + 1;
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||
let x = x * 2;
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||
println!("The value of x is: {}", x);
|
||
}
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||
</code></pre>
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<p>这个程序首先将 <code>x</code> 绑定到值 <code>5</code> 上。接着通过 <code>let x =</code> 遮盖 <code>x</code>，获取原始值并加 <code>1</code> 这样 <code>x</code> 的值就变成 <code>6</code> 了。第三个 <code>let</code> 语句也覆盖了 <code>x</code>，获取之前的值并乘以 <code>2</code>，<code>x</code> 最终的值是 <code>12</code>。运行这个程序，它会有如下输出：</p>
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<pre><code>$ cargo run
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||
Compiling variables v0.1.0 (file:///projects/variables)
|
||
Running `target/debug/variables`
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||
The value of x is: 12
|
||
</code></pre>
|
||
<p>这与将变量声明为 <code>mut</code> 是有区别的。因为除非再次使用 <code>let</code> 关键字，不小心尝试对变量重新赋值会导致编译时错误。我们可以用这个值进行一些计算，不过计算完之后变量仍然是不变的。</p>
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||
<p><code>mut</code> 与遮盖的另一个区别是，当再次使用 <code>let</code> 时，实际上创建了一个新变量，我们可以改变值的类型。例如，假设程序请求用户输入空格来提供文本间隔，然而我们真正需要的是将输入存储成数字（多少个空格）：</p>
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<pre><code class="language-rust">let spaces = " ";
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||
let spaces = spaces.len();
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</code></pre>
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||
<p>这里允许第一个 <code>spaces</code> 变量是字符串类型，而第二个 <code>spaces</code> 变量，它是一个恰巧与第一个变量同名的崭新变量，是数字类型。遮盖使我们不必使用不同的名字，如 <code>spaces_str</code> 和 <code>spaces_num</code>；相反，我们可以复用 <code>spaces</code> 这个更简单的名字。然而，如果尝试使用<code>mut</code>，如下所示：</p>
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<pre><code class="language-rust,ignore">let mut spaces = " ";
|
||
spaces = spaces.len();
|
||
</code></pre>
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||
<p>会导致一个编译错误，因为改变一个变量的类型是不被允许的：</p>
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<pre><code>error[E0308]: mismatched types
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--> src/main.rs:3:14
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3 | spaces = spaces.len();
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| ^^^^^^^^^^^^ expected &str, found usize
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= note: expected type `&str`
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= note: found type `usize`
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</code></pre>
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<p>现在我们探索了变量如何工作，让我们看看更多的数据类型。</p>
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</div>
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<!-- Mobile navigation buttons -->
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<a href="ch03-00-common-programming-concepts.html" class="mobile-nav-chapters previous">
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<i class="fa fa-angle-left"></i>
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</a>
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<a href="ch03-02-data-types.html" class="mobile-nav-chapters next">
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<i class="fa fa-angle-right"></i>
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</a>
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<a href="ch03-00-common-programming-concepts.html" class="nav-chapters previous" title="You can navigate through the chapters using the arrow keys">
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<i class="fa fa-angle-left"></i>
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</a>
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<a href="ch03-02-data-types.html" class="nav-chapters next" title="You can navigate through the chapters using the arrow keys">
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<i class="fa fa-angle-right"></i>
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</a>
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</div>
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<!-- Local fallback for Font Awesome -->
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<script>
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if ($(".fa").css("font-family") !== "FontAwesome") {
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$('<link rel="stylesheet" type="text/css" href="_FontAwesome/css/font-awesome.css">').prependTo('head');
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}
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</script>
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<!-- Livereload script (if served using the cli tool) -->
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<script src="highlight.js"></script>
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<script src="book.js"></script>
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</body>
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</html>
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