基本数据类型

固定宽度的数值类型

• 固定宽度的数值类型可能会溢出或丢失精度，但它们足以满足大多数应用程序的需求，并且比任意精度整数和精确理数等表示法快数千倍。`

• Rust中的数值类型的名称都遵循着一种统一的模式，也就是以“位”数表示它们的宽度，以前缀表明它们的用法

  大小(位)	无符号整数	有符号整数	浮点数
  8	u8	i8
  16	u16	i16
  32	u32	i32	f32
  64	u64	i64	f64
  128	u128	i128
  机器字	usize	isize

  • usize 和 isize 是根据平台架构自动调整大小的整数类型

• Rust 的无符号整型会使用它们的完整范围来表示正值和 0

  类型	范围
  u8	0 到 2^8-1 (0 到 255)
  u16	0 到 2^16-1 (0 到 65,535)
  u32	0 到 2^32-1 (0 到 4,294,967,295)
  u64	0 到 2^64-1 (0 到 18,446,744,073,709,551,615 或 1844 京)
  u128	0 到 2^128-1 (0 到 到大约 3.4×10^38)
  usize	0 到 2^32-1 或 2^64-1

• Rust的有符号整型会使用二进制补码表示，使用与相应的无符号类型相同的位模式来覆盖正值和负值的范围

  类型	范围
  i8	-2^7 到 2^7-1 (-128 到 127)
  i16	-2^15 到 2^15-1 (-32,768 到 32,767)
  i32	-2^31 到 2^31-1 (-2,147,483,648 到 2,147,483,647)
  i64	-2^63 到 2^63-1 (-9,223,370,036,854,775,808 到 9,223,370,036,854,775,807)
  i128	-2^127 到 2^127-1 (大约-1.7x10^38 到 到大约 1.7×10^38)
  isize	-2^31 到 2^32-1 或 -2^63 到 2^63-1

• 为了让长数值更易读，可以在数字之间任意插入下划线。例如，可以将 u32 的最大值写为 4_294_967_295。下划线的具体位置无关紧要，因此也可以将十六进制数或二进制数按 4 位数字而非 3 位数字进行分组（如0xffff_ffff），或分隔开数字的类型后缀（如127_u8）

• Rust数值计算时如果是debug模式，溢出会报错，但是如果是release模式会回绕：它生成的值等于“数学意义上的正确结果”

  • 如果这种默认行为不是你想要的，则整型提供的某些方法可以让你准确地阐明自己期望的行为。

    • 检查运算会返回结果的 Option 值：如果数学意义上正确的结果可以表示为该类型的值，那么就为 Some(v)，否则为None。

    // 10与20之和可以表示为u8
    assert_eq!(10_u8.checked_add(20), Some(30));
    // 很遗憾，100与200之和不能表示为u8
    assert_eq!(100_u8.checked_add(200), None);
    // 做加法。如果溢出，则会出现panic
    let sum = x.checked_add(y).unwrap();
    // 奇怪的是，在某种特殊情况下，带符号的除法也会溢出。
    // 带符号的n位类型可以表示-2n-1，但不足以表示2
    n-1
    assert_eq!((-128_i8).checked_div(-1), None);
    

  • 回绕运算会返回与“数学意义上正确的结果”对“值类型范围”取模的值相等的值。

    // 第一个结果可以表示为u16，第二个则不能，所以会得到250000 对2^16的模
     assert_eq!(100_u16.wrapping_mul(200), 20000);
     assert_eq!(500_u16.wrapping_mul(500), 53392);
     // 对有符号类型的运算可能会回绕为负值
     assert_eq!(500_i16.wrapping_mul(500), -12144);
     // 在移位运算中，移位距离会在值的大小范围内回绕，
     // 所以在16位类型中移动17位就相当于移动了1位
     assert_eq!(5_i16.wrapping_shl(17), 10);
    

  • 饱和运算会返回最接近“数学意义上正确结果”的可表达值。换句话说，结果“紧贴着”该类型可表达的最大值和最小值。

    assert_eq!(32760_i16.saturating_add(10), 32767);
    assert_eq!((-32760_i16).saturating_sub(10), -32768);
    

  • 不存在饱和除法 、饱和求余法 或饱和位移法

  • 溢出运算会返回一个元组 (result, overflowed)，其中result 是函数的回绕版本所返回的内容，而 overflowed 是一个布尔值，指示是否发生过溢出。

    assert_eq!(255_u8.overflowing_sub(2), (253, false));
    assert_eq!(255_u8.overflowing_add(2), (1, true));
    

  • overflowing_shl 和 overflowing_shr 稍微偏离了这种模式：只有当移位距离与类型本身的位宽一样大或比其更大时，它们才会为 overflowed 返回 true。实际应用的移位数是所请求的移位数对类型位宽取模的结果。

    // 移动17位对`u16`来说太大了，而17对16取模就是1
    assert_eq!(5_u16.overflowing_shl(17), (10, true))
    

  • 前缀 checked_、wrapping_、saturating_ 或 overflowing_后面可以跟着的运算名称

    运算	名称后缀	例子
    加法	add	100_i8.checked_add(27) == Some(127)
    减法	sub	10_u8.checked_sub(11) == None
    乘法	mul	128_u8.saturating_mul(3) == 255
    除法	div	64_u16.wrapping_div(8) == 8
    求余	rem	(-32768_i16).wrapping_rem(-1) == 0
    取负	neg	(-128_i8).checked_neg() == None
    绝对值	abs	(-32768_i16).wrapping_abs() == -32768
    求幂	pow	3_u8.checked_pow(4) == Some(81)
    按位左移	shl	10_u32.wrapping_shl(34) == 40
    按位右移	shr	40_u64.wrapping_shr(66) == 10

  • IEEE单精度浮点类型和IEEE双精度浮点类型

    类型	精度	范围
    f32	IEEE单精度（至少6位小数）	大约 -3.4 x 10^38 至 +3.4 x 10^38
    f64	IEEE双精度（至少15位小数）	大约 -1.8 x 10^308 至 +1.8 x 10^308

    • 浮点数的类型推断（没有在字面量明确类型后缀）Rust会检查上下文查看值的使用方式。如果最终发现两种浮点类型都合适，就会默认选择f64。
    • 为了便于类型推断，Rust会将整型字面量和浮点字面量视为不同的大类；它永远不会把整型字面量推断为浮点类型，反之亦然。

    字面量	类型	数学值
    -1.5625	自动推断	-(1^9/16)
    2.	自动推断	2
    0.25	自动推断	1/4
    1e4	自动推断	10000
    40f32	f32	40
    9.109_383_56e-31f64	f64	大约9.10938356 x 10^-31