Rust 元组的基本概念

元组（Tuple）是 Rust 中的一种复合数据类型，用于将多个不同类型的值组合成一个单一对象。元组的长度固定，声明后无法增减元素。元组使用圆括号 () 定义，元素之间用逗号分隔。

let tuple: (i32, f64, char) = (42, 3.14, 'R');

元组的类型注解

元组的类型由其中每个元素的类型共同决定，顺序必须一致。类型注解可以显式声明，也可以由编译器推断。

// 显式类型注解
let explicit_tuple: (String, bool) = ("Rust".to_string(), true);

// 类型推断
let inferred_tuple = ("hello", 42);

访问元组元素

元组通过模式匹配（解构）或索引访问元素。索引从 0 开始，使用点号 . 语法。

let tuple = (10, "text", true);

// 通过索引访问
let first = tuple.0; // 10
let second = tuple.1; // "text"

// 通过解构访问
let (x, y, z) = tuple;
println!("x: {}, y: {}, z: {}", x, y, z);

元组的可变性

元组本身不可变，但若其包含的元素是可变的（如 mut 修饰的引用或可变变量），则可以修改这些元素。

let mut mutable_tuple = (1, "a");
mutable_tuple.0 = 2; // 允许修改
// mutable_tuple.1 = "b"; // 错误：字符串字面量不可变

元组作为函数参数和返回值

元组常用于函数的多值返回或参数传递。

fn calculate_stats(scores: &[i32]) -> (i32, f64) {
    let sum: i32 = scores.iter().sum();
    let avg = sum as f64 / scores.len() as f64;
    (sum, avg)
}

let result = calculate_stats(&[90, 85, 70]);
println!("Sum: {}, Avg: {}", result.0, result.1);

单元类型：空元组

空元组 () 称为单元类型（Unit Type），表示“无返回值”。Rust 中所有表达式默认返回 () 如果没有显式返回值。

fn no_return() -> () {
    println!("This function returns nothing.");
}

元组与其他数据结构的比较

数组：元素类型必须相同，长度固定。
结构体：命名字段，可读性更强。
元组结构体：具名元组，例如 struct Point(i32, i32);。

元组的常见用例

多值返回：函数返回多个数据时无需封装结构体。
临时数据组合：快速组合不同类型的数据，无需定义新类型。
模式匹配：与 match 或 if let 结合使用，解构数据。

let point = (3, 5);
match point {
    (0, 0) => println!("Origin"),
    (x, 0) => println!("On x-axis at {}", x),
    (0, y) => println!("On y-axis at {}", y),
    (x, y) => println!("At ({}, {})", x, y),
}

元组的局限性

无字段名：依赖位置访问，可读性较差。
长度固定：无法动态增删元素。
复杂场景不适用：需频繁访问时，结构体更合适。

通过合理使用元组，可以简化代码并提高灵活性，尤其在需要轻量级多值组合的场景中表现优异。

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Rust元组：多值组合利器