枚举与模式匹配

你将学到什么： Rust 的代数数据类型（可携带数据的 enum）与 C# 中受限的判别联合的区别，带穷尽检查的 match 表达式、守卫条件，以及嵌套模式解构。

难度： 🟡 中级

代数数据类型 (Enums)

Rust 的枚举比 C# 中的枚举要强大得多。它们是代数数据类型 (ADTs)，意味着每一个变体（variant）都可以携带自己特有的数据。

C# vs Rust 枚举

在 C# 中，一个枚举只是一组具名的整数常量。要想在对应的枚举分支上关联数据，通常需要一套类或 Record 的继承体系。

// 在 C# 中需要通过继承来保存不同分支的数据
public abstract record Shape;
public record Circle(double Radius) : Shape;
public record Rectangle(double Width, double Height) : Shape;

而在 Rust 中，这只是一个单一且紧凑的类型：

#![allow(unused)]
fn main() {
pub enum Shape {
    Circle { radius: f64 },
    Rectangle { width: f64, height: f64 },
    Triangle { base: f64, height: f64 },
}
}

使用 `match` 进行模式匹配

match 表达式是消费枚举变体的主要方式。与 C# 的 switch 不同，Rust 的 match 是强制穷尽的 —— 如果你漏掉了一个变体，编译器将拒绝通过你的代码。

#![allow(unused)]
fn main() {
impl Shape {
    pub fn area(&self) -> f64 {
        match self {
            Shape::Circle { radius } => 3.14 * radius * radius,
            Shape::Rectangle { width, height } => width * height,
            Shape::Triangle { base, height } => 0.5 * base * height,
        }
    }
}
}

高级模式匹配

Rust 的模式匹配功能远不止于简单的等值判断：

守卫语句 (Match Guards)：match x { n if n < 0 => ... }
范围匹配：match age { 0..=12 => "儿童", ... }
解构：直接从嵌套、深层的结构中提取变量值。

对比总结

特性	C# 枚举 / Record	Rust 枚举
数据关联	需要继承/多态来变通	变体内建数据支持
穷尽性检查	可选（存在运行时风险）	强制（编译期安全保证）
内存布局	堆分配（针对 Class 类型）	栈分配（极度优化）
模式匹配	`switch` (C# 8+ 起大幅改善)	`match` (核心语言语法)

练习：命令解析器

挑战： 建立一个小型的 CLI 命令系统。要求 Quit、Echo(String) 和 Move { x, y } 为不同的枚举变体。

#![allow(unused)]
fn main() {
enum Command {
    Quit,
    Echo(String),
    Move { x: i32, y: i32 },
}

fn execute(cmd: Command) {
    match cmd {
        Command::Quit => println!("再见！"),
        Command::Echo(s) => println!("{s}"),
        Command::Move { x, y } => println!("正在移动到 {x}, {y}"),
    }
}
}

关键点： 枚举允许你将相关的、但在结构上各异的数据集中处理。而使用 match 可以确保你完美覆盖并处理了所有的具体情况。

Keyboard shortcuts

Rust for C# Programmers