变量和可变性

变量和可变性

let a = 123;  // 不可变变量
let mut b = 10; // 可变变量

1. Rust 默认不可变
2. 可选择性指定类型
3. mut 修饰变量绑定,而不是类型
4. 不可变变量无法重新赋值
5. let 语句只能在函数体或代码块内部使用,用于创建局部变量

常量 constants

• 用于定义在编译时就确定的值,不可更改(常用)

const AGE: i32 = 123;

1. 全局变量
2. 声明时必须指定类型
3. 不能使用 mut
4. 必须是编译期常量(表达式)
5. 变量名全大写

静态变量 static

• 名称采用 SCREAMING_SNAKE_CASE 写法
• 指向内存中固定的地址,在整个程序的生命周期内都存在.
• 如果需要修改(不推荐且不安全),必须配合 mut 和 unsafe 块

static A: i32 = 123;
static mut B: i32 = 123;  // Unsafe

1. 有固定内存地址
2. 生命周期('static)贯穿整个程序
3. 通常用于全局变量

遮蔽 shadowing

let a = 123;  // 不可变变量
let a = a + 1;  // 变量遮蔽

const A: i32 = 10;
fn main() {
    const A: i32 = 20; // ✅ 允许 shadowing
}

1. 重新创建新变量,只是碰巧和原来的变量名一样
2. 允许改变类型
3. 与 mut 不同
4. 本质不是覆盖,覆盖会修改原地址中的值,发生遮蔽时只是指针指向新的值,原值依旧存在,只是无法通过变量找到原值了

覆盖(Mutation): 同一个坑位,换个东西填进去.

遮蔽(Shadowing): 在旁边挖个新坑,把原来的坑给挡住,让人看不见.

const 和 static 的区别

• const 是为了"给值取个名字", 会被硬编码到程序中
• static 是为了"开辟一块持久的全局空间",有固定内存地址

核心区别对比

特性	const (常量)	static (静态变量)
内存位置	没有固定地址.在使用处被"内联"(Inline)替换.	固定内存地址.在程序运行期间占据唯一的内存位置.
可变性	永远不可变.	可以使用 static mut,但读写均需 unsafe 块.
生命周期	没有生命周期(类似宏展开的值).	拥有 'static 生命周期(贯穿程序始终).
trait 关联	可以作为 trait 的关联项(Associated Item).	不能作为 trait 的关联项.
泛型支持	支持泛型常量.	不支持泛型.

内存行为直观理解

• const 像"复制粘贴": 编译器会将 const 的值直接硬编码到调用它的二进制指令中.这意味着如果你定义了一个很大的 const 数组并在多处使用(每处都会被硬编码),可能会导致程序体积变大.
• static 像"全局坐标": 程序中所有引用该变量的地方都指向同一个内存地址.它在内存的 Data 段中只存在一份数据.

如何选择？

• 优先选 const: 对于普通配置参数、数学常数、数组长度等,const 性能更好且更安全,因为它允许编译器进行更多优化.
• 选 static 的场景:
• 需要固定内存地址(如: FFI 调用或全局状态).
  • 数据量非常大,不希望因多次内联而导致程序体积膨胀.
  • 需要使用 Mutex 或 Atomic 等实现全局可变状态.