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RUST 学习日记 第8课 ——类型转换

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0x00 回顾

上一节讲解了字面量和常见一些运算符，还记得上节课最后留了一个练习题吗。

小明有5块钱，小红有3块5，小明和小红总共有多少钱呢？

你们成功运行出结果了吗，这节咱们介绍下Rust的类型转换。

0x01 类型转换（Type Cast）

与其它语言不同，在Rust中，整数和浮点数不能再一起做运算。先看下示例：

     let o = 5;
    let p = 3.5;

    dbg!(o + p);

上面代码的输出结果是什么呢？如果你有C，Java等语言基础，那么你肯定会说上面的结果是8.5。但是在Rust中编译器会报错，如下图所示。

cannot add a float to an integer，不能把浮点数加到整数上。在Rust中不会帮你隐式的转换格式。

0x02 类型转换表达式（Type Cast Expressions）

语法 类型转换表达式 : Expression as TypeNoBounds

类型转换使用as操作符来表示。它可以将as左边的类型强制转换为右边的类型。示例如下：

let o = 5;
let q = o as f64;
dbg!(q);

代码执行结果：

[src\main.rs:13] q = 5.0

不可变变量o默认的类型是i32，将其强制转换为f64的类型复制给不可变变量q，结果变为了5.0，类型变为f64浮点型。

0x03 旧题重解

咱们得知as可以类型转换，那么题目的答案就显而易见了。

// 先将 o 转为 f64类型，再做加法
dbg!(o as f64 + p);

代码执行结果：

[src\main.rs:16] o as f64 + p = 8.5

现在的程序就不会报错了，结果也计算出来了。

0x04 类型转换规则（Coercion Rule）

as可以被用于显示的强制类型转换。在数值进行强制转换时可能会存在精度问题。这里我再介绍下数值间强制转换的一些注意事项。

1、在两个相同长度大小的整数间进行有无符号强制转换，请注意符号位和整数范围。例如：u8 -> i8

下面是扩展知识。要理解这条规则，需要先明白在计算机中是如何存储数值的。

在计算机中存在有符号和无符号数两种数值，有符号数有三种表示方法，即原码、反码和补码。三种表示方法均有符号位和数值位两部分，符号位都是用0表示“正”，用1表示“负”，而数值位，三种表示方法各不相同。在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。原因在于，使用补码，可以将符号位和数值域统一处理；同时，加法和减法也可以统一处理。

上面提到了有符号数3个概念，原码，反码，补码。下面以+1和-1为例，简单解释下这三个概念，以8位整数类型为例。有符号数的最高位是符号位，0表示正数，1表示负数，因此+1的原码就是0000 0001，-1的原码就是1000 0001。对于正数来说，其原码，反码，补码都相同。负数的反码，则是对除符号位的每一位都取反（有关取反操作上节已经介绍了）。那么-1的反码就是1111 1110。补码就是在反码的基础上再加1。-1的补码就是1111 1111。如果反码在加1操作后，8位变为了9位，则将会舍弃最高位。

Rust强转的示例代码如下：

    let a: i8 = 1;
    let b: i8 = -1;
    println!("[有符号数] {} 转为[无符号数]: {}, 转换后的二进制为 {:08b}", a, a as u8, a as u8);
    println!("[有符号数] {} 转为[无符号数]: {}, 转换后的二进制为 {:08b}", b, b as u8, b as u8);

    let a: u8 = 1;
    let b: u8 = 255;
    println!("[无符号数] {} 转为[有符号数]: {}, 转换后的二进制为 {:08b}", a, a as i8, a as i8);
    println!("[无符号数] {} 转为[有符号数]: {}, 转换后的二进制为 {:08b}", b, b as i8, b as i8);

代码执行结果：

[有符号数] 1 转为[无符号数]: 1, 转换后的二进制为 00000001
[有符号数] -1 转为[无符号数]: 255, 转换后的二进制为 11111111
[无符号数] 1 转为[有符号数]: 1, 转换后的二进制为 00000001
[无符号数] 255 转为[有符号数]: -1, 转换后的二进制为 11111111

2、较长位数的整数转换为较短位数的整数时会发生截断。例如：i16 -> i8

将16位整数300转为8位整数会发生什么？计算机会将300的二进制高位舍弃，只保留低位，这就是截断，会发生精度损失。示例如下：

    let a: i16 = 300;
    println!("{} 的 二进制为：{:016b}", a, a);
    // 发生数据截断，保留了低位，截断了高位
    println!("16位整数 {} 转为 8位整数：{}，其二进制为： {:016b}", a, a as i8, a as i8);

代码执行结果:

300 的 二进制为：0000000100101100
16位整数 300 转为 8位整数：44，其二进制为： 0000000000101100

3、较短位数的整数转换为较长位数的整数时会有下面两种情况。例如：i8 -> i16

• 如果该值是无符号数，则高位使用0填充
• 如果该值是有符号数，则高位使用符号数填充

示例代码：

    let a: u8 = 45;
    // a 是8位整数，但是输出时的格式我加了0填充，可以忽略前8位的显示
    println!("8位无符号整数 {} 的 二进制为：{:016b}", a, a);
    println!("8位无符号整数 {} 的 转为16位整数的二进制为：{:016b}", a, a as u16);

    let b: i8 = -121;
    // b 是8位整数，但是输出时的格式我加了0填充，可以忽略前8位的显示
    println!("8位有符号整数 {} 的 二进制为：{:016b}", b, b);
    println!("8位有符号整数 {} 的 转为16位整数的二进制为：{:016b}", a, b as i16);

代码执行结果：

8位无符号整数 45 的 二进制为：0000000000101101
8位无符号整数 45 的 转为16位整数的二进制为：0000000000101101
8位有符号整数 -121 的 二进制为：0000000010000111
8位有符号整数 45 的 转为16位整数的二进制为：1111111110000111

4、浮点数转换为整数时，将会直接舍弃小数位，保留整数部分。另外还有下面3点要注意：

• 如果浮点数是NAN，转为整数时将会返回0
• 如果当前的浮点数值大于所转换的整数类型的最大值，则将返回该整数类型的最大值
• 如果当前的浮点数值小于所转换的整数类型的最大值，则将返回该整数类型的最小值

示例代码：

    // NAN 相当于 0.0 / 0.0
    let a: f64 = f64::NAN;
    // 正无穷大 +∞
    let b: f64 = f64::INFINITY;
    // 负无穷大 -∞
    let c: f64 = f64::NEG_INFINITY;

    println!("NAN 转换为整数的值为 {}", a as i32);
    println!("+∞ 转换为整数的值为 {}", b as i32);
    println!("-∞ 转换为整数的值为 {}", c as i32);

    // 其它情况，直接舍弃小数，不会进行四舍五入
    let d: f64 = 54.5;
    let e: f64 = 65.1;

    println!("浮点数 {} 转换为整数 {}", d, d as i32);
    println!("浮点数 {} 转换为整数 {}", e, e as i32);

代码执行结果：

NAN 转换为整数的值为 0
+∞ 转换为整数的值为 2147483647
-∞ 转换为整数的值为 -2147483648
浮点数 54.5 转换为整数 54
浮点数 65.1 转换为整数 65

5、整数转换为浮点数时，可能会发生数据浮动。

• 如果发生数据浮动，将遵循roundTiesToEven模式。（数据round到到相邻最近的浮点数据上。如果两个浮点数据都一样近，则round到最后一位是偶数的浮点数据上）
• 如果转换时发生溢出，则将会输出为无穷大（∞）

PS：在数值类型中，溢出仅发生在 u128 as f32的值大于或者等于f32::MAX + (0.5 ULP)时。

示例代码：

    let a: i32 = 5;
    println!("{} 转为浮点数 {}", a, a as f64);

    // 溢出
    let b: u128 = u128::MAX;
    println!("{} 转为浮点数 {}", b, b as f32);

代码执行结果：

5 转为浮点数 5
340282366920938463463374607431768211455 转为浮点数 inf

6、f32浮点数可以完美无损的转换为f64浮点数。

示例代码：

    let a: f32 = 98.0;
    println!("f32浮点数 {} 转为 f64浮点数 {}", a, a as f64);

代码执行结果：

f32浮点数 98 转为 f64浮点数 98

7、f32浮点数转换f64浮点数时，可能会发生数据浮动。

• 如果发生数据浮动，将遵循roundTiesToEven模式。（数据round到到相邻最近的浮点数据上。如果两个浮点数据都一样近，则round到最后一位是偶数的浮点数据上）
• 如果转换时发生溢出，则将会输出为无穷大（∞）

示例代码：

    // 数据浮动，注意精度
    let a: f64 = 9045.213123;
    println!("f64浮点数 {} 转为 f32浮点数 {}", a, a as f32);

    // 溢出
    let b: f64 = f64::MAX;
    println!("f64浮点数 {} 转为 f32浮点数 {}", b, b as f32);

代码执行结果：

f64浮点数 9045.213123 转为 f32浮点数 9045.213
f64浮点数 179769313486231570000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 转为 f32浮点数 inf

8、布尔型转为整数型。true转为整数的值是1，false转为整数的值是0。Rust不允许由整数转为布尔型

示例代码：

    let a = false;
    let b = true;
    println!("{} 转为 整数为 {}", a, a as i32);
    println!("{} 转为 整数为 {}", b, b as i32);    

代码执行结果:

false 转为 整数为 0
true 转为 整数为 1

9、u8类型转换为char类型

• 仅支持u8型整数转为char类型。
• char类型转为整数时，如果整数位数长度不够，则将发生截断，同上面说的第3点

示例代码：

    // u8转为char
    let a: u8 = 97;
    println!("u8型整数 {} 转为 char 为{}", a, a as char);

    // char转整数
    // 笑脸图标
    let b: char = '\u{1F604}';
    println!("char型 {} 转为i32的值为:{}, 其二进制为 {:032b}", b, b as i32, b as i32);
    println!("char型 {} 转为i16的值为:{}, 其二进制为 {:032b}", b, b as i16, b as i16);
    println!("char型 {} 转为i8的值为:{}, 其二进制为 {:032b}", b, b as i8, b as i8);

代码执行结果：

u8型整数 97 转为 char 为a
char型 
 
 
标签：类型转换,浮点数,整数,let,println,f64,转为,日记,RUST	

来源： https://blog.csdn.net/a1595901624/article/details/118358851 


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