结构体实战：用Rust编写矩形面积计算器

结构体实战：用Rust编写矩形面积计算器

让我们通过一个生动的例子来探索Rust结构体的强大功能！我们将创建一个矩形面积计算器，逐步展示如何使用结构体组织相关数据。

📐 问题描述

计算不同尺寸矩形的面积，并优雅地展示计算结果。我们将经历三个进化阶段：

1. 基础版：使用独立变量
2. 进阶版：使用元组
3. 终极版：使用结构体

1️⃣ 基础版：独立变量（混乱版）

fn main() {
    let width = 30;
    let height = 50;

    println!(
        "矩形面积：{} 平方像素",
        calculate_area(width, height)
    );
}

fn calculate_area(w: u32, h: u32) -> u32 {
    w * h
}

矩形面积：1500 平方像素

🚨 问题：参数之间没有明确关联，代码可读性差

2️⃣ 进阶版：使用元组

fn main() {
    let rect = (30, 50);
    println!(
        "矩形面积：{} 平方像素",
        calculate_area(rect)
    );
}

fn calculate_area(dimensions: (u32, u32)) -> u32 {
    dimensions.0 * dimensions.1
}

矩形面积：1500 平方像素

⚠️ 改进：数据被分组了
⚠️ 新问题：dimensions.0是什么？宽度还是高度？不直观！

3️⃣ 终极版：使用结构体（优雅版）

// 定义矩形结构体
#[derive(Debug)]
struct Rectangle {
    width: u32,
    height: u32,
}

impl Rectangle {
    // 关联函数：创建正方形
    fn square(size: u32) -> Self {
        Self {
            width: size,
            height: size,
        }
    }

    // 方法：计算面积
    fn area(&self) -> u32 {
        self.width * self.height
    }

    // 方法：检查是否能容纳另一个矩形
    fn can_hold(&self, other: &Rectangle) -> bool {
        self.width > other.width && self.height > other.height
    }
}

fn main() {
    // 创建矩形实例
    let rect1 = Rectangle {
        width: 30,
        height: 50,
    };
    
    // 创建正方形
    let square = Rectangle::square(25);
    
    // 调试打印
    println!("📐 rect1结构详情：{:#?}", rect1);
    println!("🔲 正方形结构：{:?}", square);
    
    // 计算面积
    println!("📏 矩形面积：{} 平方像素", rect1.area());
    println!("⬜ 正方形面积：{} 平方像素", square.area());
    
    // 高级调试
    let scale = 2;
    let debug_rect = Rectangle {
        width: dbg!(30 * scale),  // 实时调试表达式
        height: 50,
    };
    dbg!(&debug_rect);  // 打印完整结构体
    
    // 矩形包含检测
    println!("rect1能容纳正方形吗？ {}", rect1.can_hold(&square));
}

🎯 运行结果

📐 rect1结构详情：Rectangle {
    width: 30,
    height: 50,
}
🔲 正方形结构：Rectangle { width: 25, height: 25 }
📏 矩形面积：1500 平方像素
⬜ 正方形面积：625 平方像素
[src/main.rs:40] 30 * scale = 60
[src/main.rs:43] &debug_rect = Rectangle {
    width: 60,
    height: 50,
}
rect1能容纳正方形吗？ true

💡 结构体编程优势

1. 语义清晰：字段命名使数据含义一目了然
2. 功能封装：相关方法直接与数据结构绑定
3. 调试友好：
   • #[derive(Debug)] 自动实现调试打印
   • dbg!宏精确追踪表达式值
4. 扩展性强：轻松添加新方法（如can_hold）

🔍 关键语法解析

// 定义结构体
struct MyStruct {
    field1: Type,
    field2: Type,
}

// 实现方法
impl MyStruct {
    // 关联函数（静态方法）
    fn new() -> Self { /* ... */ }
    
    // 实例方法
    fn method(&self) { /* ... */ }
}

// 自动派生功能
#[derive(Debug)]  // 启用调试打印

掌握了结构体，你就拥有了在Rust中组织复杂数据的超能力！💪🏻 尝试给你的结构体添加更多方法，比如计算周长或绘制图形功能吧！