模式匹配
模式匹配，这个词，对于非函数语言编程来说，真的还蛮少听到，因为它经常出现在函数式编程里，用于为复杂的类型系统提供一个轻松的解构能力。
曾记否？在枚举和流程控制那章，我们遗留了两个问题，都是关于 match 的，第一个是如何对 Option 枚举进行进一步处理，另外一个是如何用 match 来替代 else if 这种丑陋的多重分支使用方式。那么让我们先一起来揭开 match 的神秘面纱。
match 和 if let
在 Rust 中，模式匹配最常用的就是 match 和 if let，本章节将对两者及相关的概念进行详尽介绍。
先来看一个关于 match 的简单例子：
enum Direction {
East,
West,
North,
South,
}
fn main() {
let dire = Direction::South;
match dire {
Direction::East => println!("East"),
Direction::North | Direction::South => {
println!("South or North");
},
_ => println!("West"),
};
}这里我们想去匹配 dire 对应的枚举类型，因此在 match 中用三个匹配分支来完全覆盖枚举变量 Direction 的所有成员类型，有以下几点值得注意：
match的匹配必须要穷举出所有可能，因此这里用_来代表未列出的所有可能性match的每一个分支都必须是一个表达式，且所有分支的表达式最终返回值的类型必须相同X | Y，类似逻辑运算符
或，代表该分支可以匹配X也可以匹配Y，只要满足一个即可
其实 match 跟其他语言中的 switch 非常像，_ 类似于 switch 中的 default。
match 匹配
首先来看看 match 的通用形式：
match target {
模式1 => 表达式1,
模式2 => {
语句1;
语句2;
表达式2
},
_ => 表达式3
}
该形式清晰的说明了何为模式，何为模式匹配：将模式与 target 进行匹配，即为模式匹配，而模式匹配不仅仅局限于 match，后面我们会详细阐述。
match 允许我们将一个值与一系列的模式相比较，并根据相匹配的模式执行对应的代码，下面让我们来一一详解，先看一个例子：
enum Coin {
Penny,
Nickel,
Dime,
Quarter,
}
fn value_in_cents(coin: Coin) -> u8 {
match coin {
Coin::Penny => {
println!("Lucky penny!");
1
},
Coin::Nickel => 5,
Coin::Dime => 10,
Coin::Quarter => 25,
}
}
value_in_cents 函数根据匹配到的硬币，返回对应的美分数值。match 后紧跟着的是一个表达式，跟 if 很像，但是 if 后的表达式必须是一个布尔值，而 match 后的表达式返回值可以是任意类型，只要能跟后面的分支中的模式匹配起来即可，这里的 coin 是枚举 Coin 类型。
接下来是 match 的分支。一个分支有两个部分：一个模式和针对该模式的处理代码。第一个分支的模式是 Coin::Penny，其后的 => 运算符将模式和将要运行的代码分开。这里的代码就仅仅是表达式 1，不同分支之间使用逗号分隔。
当 match 表达式执行时，它将目标值 coin 按顺序依次与每一个分支的模式相比较，如果模式匹配了这个值，那么模式之后的代码将被执行。如果模式并不匹配这个值，将继续执行下一个分支。
每个分支相关联的代码是一个表达式，而表达式的结果值将作为整个 match 表达式的返回值。如果分支有多行代码，那么需要用 {} 包裹，同时最后一行代码需要是一个表达式。
使用 match 表达式赋值
还有一点很重要，match 本身也是一个表达式，因此可以用它来赋值：
enum IpAddr {
Ipv4,
Ipv6
}
fn main() {
let ip1 = IpAddr::Ipv6;
let ip_str = match ip1 {
IpAddr::Ipv4 => "127.0.0.1",
_ => "::1",
};
println!("{}", ip_str);
}因为这里匹配到 _ 分支，所以将 "::1" 赋值给了 ip_str。
模式绑定
模式匹配的另外一个重要功能是从模式中取出绑定的值，例如：
#[derive(Debug)]
enum UsState {
Alabama,
Alaska,
// --snip--
}
enum Coin {
Penny,
Nickel,
Dime,
Quarter(UsState), // 25美分硬币
}
其中 Coin::Quarter 成员还存放了一个值：美国的某个州（因为在 1999 年到 2008 年间，美国在 25 美分(Quarter)硬币的背后为 50 个州印刷了不同的标记，其它硬币都没有这样的设计）。
接下来，我们希望在模式匹配中，获取到 25 美分硬币上刻印的州的名称：
fn value_in_cents(coin: Coin) -> u8 {
match coin {
Coin::Penny => 1,
Coin::Nickel => 5,
Coin::Dime => 10,
Coin::Quarter(state) => {
println!("State quarter from {:?}!", state);
25
},
}
}
上面代码中，在匹配 Coin::Quarter(state) 模式时，我们把它内部存储的值绑定到了 state 变量上，因此 state 变量就是对应的 UsState 枚举类型。
例如有一个印了阿拉斯加州标记的 25 分硬币：Coin::Quarter(UsState::Alaska)，它在匹配时，state 变量将被绑定 UsState::Alaska 的枚举值。
再来看一个更复杂的例子：
enum Action {
Say(String),
MoveTo(i32, i32),
ChangeColorRGB(u16, u16, u16),
}
fn main() {
let actions = [
Action::Say("Hello Rust".to_string()),
Action::MoveTo(1,2),
Action::ChangeColorRGB(255,255,0),
];
for action in actions {
match action {
Action::Say(s) => {
println!("{}", s);
},
Action::MoveTo(x, y) => {
println!("point from (0, 0) move to ({}, {})", x, y);
},
Action::ChangeColorRGB(r, g, _) => {
println!("change color into '(r:{}, g:{}, b:0)', 'b' has been ignored",
r, g,
);
}
}
}
}运行后输出：
$ cargo run
Compiling world_hello v0.1.0 (/Users/sunfei/development/rust/world_hello)
Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.16s
Running `target/debug/world_hello`
Hello Rust
point from (0, 0) move to (1, 2)
change color into '(r:255, g:255, b:0)', 'b' has been ignored
穷尽匹配
在文章的开头，我们简单总结过 match 的匹配必须穷尽所有情况，下面来举例说明，例如：
enum Direction {
East,
West,
North,
South,
}
fn main() {
let dire = Direction::South;
match dire {
Direction::East => println!("East"),
Direction::North | Direction::South => {
println!("South or North");
},
};
}我们没有处理 Direction::West 的情况，因此会报错：
error[E0004]: non-exhaustive patterns: `West` not covered // 非穷尽匹配，`West` 没有被覆盖
--> src/main.rs:10:11
|
1 | / enum Direction {
2 | | East,
3 | | West,
| | ---- not covered
4 | | North,
5 | | South,
6 | | }
| |_- `Direction` defined here
...
10 | match dire {
| ^^^^ pattern `West` not covered // 模式 `West` 没有被覆盖
|
= help: ensure that all possible cases are being handled, possibly by adding wildcards or more match arms
= note: the matched value is of type `Direction`
不禁想感叹，Rust 的编译器真强大，忍不住想爆粗口了，sorry，如果你以后进一步深入使用 Rust 也会像我这样感叹的。Rust 编译器清晰地知道 match 中有哪些分支没有被覆盖，这种行为能强制我们处理所有的可能性，有效避免传说中价值十亿美金的 null 陷阱。
_ 通配符
当我们不想在匹配时列出所有值的时候，可以使用 Rust 提供的一个特殊模式，例如，u8 可以拥有 0 到 255 的有效的值，但是我们只关心 1、3、5 和 7 这几个值，不想列出其它的 0、2、4、6、8、9 一直到 255 的值。那么, 我们不必一个一个列出所有值, 因为可以使用特殊的模式 _ 替代：
let some_u8_value = 0u8;
match some_u8_value {
1 => println!("one"),
3 => println!("three"),
5 => println!("five"),
7 => println!("seven"),
_ => (),
}
通过将 _ 其放置于其他分支后，_ 将会匹配所有遗漏的值。() 表示返回单元类型与所有分支返回值的类型相同，所以当匹配到 _ 后，什么也不会发生。
除了_通配符，用一个变量来承载其他情况也是可以的。
#[derive(Debug)]
enum Direction {
East,
West,
North,
South,
}
fn main() {
let dire = Direction::South;
match dire {
Direction::East => println!("East"),
other => println!("other direction: {:?}", other),
};
}然而，在某些场景下，我们其实只关心某一个值是否存在，此时 match 就显得过于啰嗦。
if let 匹配
有时会遇到只有一个模式的值需要被处理，其它值直接忽略的场景，如果用 match 来处理就要写成下面这样：
let v = Some(3u8);
match v {
Some(3) => println!("three"),
_ => (),
}
我们只想要对 Some(3) 模式进行匹配, 不想处理任何其他 Some<u8> 值或 None 值。但是为了满足 match 表达式（穷尽性）的要求，写代码时必须在处理完这唯一的成员后加上 _ => ()，这样会增加不少无用的代码。
俗话说“杀鸡焉用牛刀”，我们完全可以用 if let 的方式来实现：
if let Some(3) = v {
println!("three");
}
这两种匹配对于新手来说，可能有些难以抉择，但是只要记住一点就好：当你只要匹配一个条件，且忽略其他条件时就用 if let ，否则都用 match。
matches!宏
Rust 标准库中提供了一个非常实用的宏：matches!，它可以将一个表达式跟模式进行匹配，然后返回匹配的结果 true or false。
例如，有一个动态数组，里面存有以下枚举：
enum MyEnum {
Foo,
Bar
}
fn main() {
let v = vec![MyEnum::Foo,MyEnum::Bar,MyEnum::Foo];
}现在如果想对 v 进行过滤，只保留类型是 MyEnum::Foo 的元素，你可能想这么写：
v.iter().filter(|x| x == MyEnum::Foo);
但是，实际上这行代码会报错，因为你无法将 x 直接跟一个枚举成员进行比较。好在，你可以使用 match 来完成，但是会导致代码更为啰嗦，是否有更简洁的方式？答案是使用 matches!：
v.iter().filter(|x| matches!(x, MyEnum::Foo));
很简单也很简洁，再来看看更多的例子：
let foo = 'f';
assert!(matches!(foo, 'A'..='Z' | 'a'..='z'));
let bar = Some(4);
assert!(matches!(bar, Some(x) if x > 2));
变量遮蔽
无论是 match 还是 if let，这里都是一个新的代码块，而且这里的绑定相当于新变量，如果你使用同名变量，会发生变量遮蔽：
fn main() {
let age = Some(30);
println!("在匹配前，age是{:?}",age);
if let Some(age) = age {
println!("匹配出来的age是{}",age);
}
println!("在匹配后，age是{:?}",age);
}cargo run 运行后输出如下：
在匹配前，age是Some(30)
匹配出来的age是30
在匹配后，age是Some(30)
可以看出在 if let 中，= 右边 Some(i32) 类型的 age 被左边 i32 类型的新 age 遮蔽了，该遮蔽一直持续到 if let 语句块的结束。因此第三个 println! 输出的 age 依然是 Some(i32) 类型。
对于 match 类型也是如此:
fn main() {
let age = Some(30);
println!("在匹配前，age是{:?}",age);
match age {
Some(age) => println!("匹配出来的age是{}",age),
_ => ()
}
println!("在匹配后，age是{:?}",age);
}需要注意的是，match 中的变量遮蔽其实不是那么的容易看出，因此要小心！其实这里最好不要使用同名，避免难以理解，如下。
fn main() {
let age = Some(30);
println!("在匹配前，age是{:?}", age);
match age {
Some(x) => println!("匹配出来的age是{}", x),
_ => ()
}
println!("在匹配后，age是{:?}", age);
}解构 Option
在枚举那章，提到过 Option 枚举，它用来解决 Rust 中变量是否有值的问题，定义如下：
enum Option<T> {
None,
Some(T),
}
简单解释就是：一个变量要么有值：Some(T), 要么为空：None。
那么现在的问题就是该如何去使用这个 Option 枚举类型，根据我们上一节的经验，可以通过 match 来实现。
因为
Option，Some，None都包含在prelude中，因此你可以直接通过名称来使用它们，而无需以Option::Some这种形式去使用，总之，千万不要因为调用路径变短了，就忘记Some和None也是Option底下的枚举成员！
匹配 Option<T>
使用 Option<T>，是为了从 Some 中取出其内部的 T 值以及处理没有值的情况，为了演示这一点，下面一起来编写一个函数，它获取一个 Option<i32>，如果其中含有一个值，将其加一；如果其中没有值，则函数返回 None 值：
fn plus_one(x: Option<i32>) -> Option<i32> {
match x {
None => None,
Some(i) => Some(i + 1),
}
}
let five = Some(5);
let six = plus_one(five);
let none = plus_one(None);
plus_one 接受一个 Option<i32> 类型的参数，同时返回一个 Option<i32> 类型的值（这种形式的函数在标准库内随处所见），在该函数的内部处理中，如果传入的是一个 None ，则返回一个 None 且不做任何处理；如果传入的是一个 Some(i32)，则通过模式绑定，把其中的值绑定到变量 i 上，然后返回 i+1 的值，同时用 Some 进行包裹。
为了进一步说明，假设 plus_one 函数接受的参数值 x 是 Some(5)，来看看具体的分支匹配情况：
传入参数 Some(5)
None => None,首先是匹配 None 分支，因为值 Some(5) 并不匹配模式 None，所以继续匹配下一个分支。
Some(i) => Some(i + 1),Some(5) 与 Some(i) 匹配吗？当然匹配！它们是相同的成员。i 绑定了 Some 中包含的值，因此 i 的值是 5。接着匹配分支的代码被执行，最后将 i 的值加一并返回一个含有值 6 的新 Some。
传入参数 None
接着考虑下 plus_one 的第二个调用，这次传入的 x 是 None， 我们进入 match 并与第一个分支相比较。
None => None,匹配上了！接着程序继续执行该分支后的代码：返回表达式 None 的值，也就是返回一个 None，因为第一个分支就匹配到了，其他的分支将不再比较。
模式
模式是 Rust 中的特殊语法，它用来匹配类型中的结构和数据，它往往和 match 表达式联用，以实现强大的模式匹配能力。模式一般由以下内容组合而成：
字面值
解构的数组、枚举、结构体或者元组
变量
通配符
占位符
所有可能用到模式的地方
match 分支
match VALUE {
PATTERN => EXPRESSION,
PATTERN => EXPRESSION,
PATTERN => EXPRESSION,
}
如上所示，match 的每个分支就是一个模式，因为 match 匹配是穷尽式的，因此我们往往需要一个特殊的模式 _，来匹配剩余的所有情况：
match VALUE {
PATTERN => EXPRESSION,
PATTERN => EXPRESSION,
_ => EXPRESSION,
}
if let 分支
if let 往往用于匹配一个模式，而忽略剩下的所有模式的场景：
if let PATTERN = SOME_VALUE {
}
while let 条件循环
一个与 if let 类似的结构是 while let 条件循环，它允许只要模式匹配就一直进行 while 循环。下面展示了一个使用 while let 的例子：
// Vec是动态数组
let mut stack = Vec::new();
// 向数组尾部插入元素
stack.push(1);
stack.push(2);
stack.push(3);
// stack.pop从数组尾部弹出元素
while let Some(top) = stack.pop() {
println!("{}", top);
}
这个例子会打印出 3、2 接着是 1。pop 方法取出动态数组的最后一个元素并返回 Some(value)，如果动态数组是空的，将返回 None，对于 while 来说，只要 pop 返回 Some 就会一直不停的循环。一旦其返回 None，while 循环停止。我们可以使用 while let 来弹出栈中的每一个元素。
你也可以用 loop + if let 或者 match 来实现这个功能，但是会更加啰嗦。
for 循环
let v = vec!['a', 'b', 'c'];
for (index, value) in v.iter().enumerate() {
println!("{} is at index {}", value, index);
}
这里使用 enumerate 方法产生一个迭代器，该迭代器每次迭代会返回一个 (索引，值) 形式的元组，然后用 (index,value) 来匹配。
let 语句
let PATTERN = EXPRESSION;
是的， 该语句我们已经用了无数次了，它也是一种模式匹配：
let x = 5;
这其中，x 也是一种模式绑定，代表将匹配的值绑定到变量 x 上。因此，在 Rust 中，变量名也是一种模式，只不过它比较朴素很不起眼罢了。
let (x, y, z) = (1, 2, 3);
上面将一个元组与模式进行匹配（模式和值的类型必需相同！），然后把 1, 2, 3 分别绑定到 x, y, z 上。
模式匹配要求两边的类型必须相同，否则就会导致下面的报错：
let (x, y) = (1, 2, 3);
error[E0308]: mismatched types
--> src/main.rs:4:5
|
4 | let (x, y) = (1, 2, 3);
| ^^^^^^ --------- this expression has type `({integer}, {integer}, {integer})`
| |
| expected a tuple with 3 elements, found one with 2 elements
|
= note: expected tuple `({integer}, {integer}, {integer})`
found tuple `(_, _)`
For more information about this error, try `rustc --explain E0308`.
error: could not compile `playground` due to previous error
对于元组来说，元素个数也是类型的一部分！
函数参数
函数参数也是模式：
fn foo(x: i32) {
// 代码
}
其中 x 就是一个模式，你还可以在参数中匹配元组：
fn print_coordinates(&(x, y): &(i32, i32)) {
println!("Current location: ({}, {})", x, y);
}
fn main() {
let point = (3, 5);
print_coordinates(&point);
}&(3, 5) 会匹配模式 &(x, y)，因此 x 得到了 3，y 得到了 5。
let 和 if let
对于以下代码，编译器会报错：
let Some(x) = some_option_value;
因为右边的值可能不为 Some，而是 None，这种时候就不能进行匹配，也就是上面的代码遗漏了 None 的匹配。
类似 let , for和match 都必须要求完全覆盖匹配，才能通过编译( 不可驳模式匹配 )。
但是对于 if let，就可以这样使用：
if let Some(x) = some_option_value {
println!("{}", x);
}
因为 if let 允许匹配一种模式，而忽略其余的模式( 可驳模式匹配 )。
let-else(Rust 1.65 新增)
使用 let-else 匹配，即可使 let 变为可驳模式。它可以使用 else 分支来处理模式不匹配的情况，但是 else 分支中必须用发散的代码块处理（例如：break、return、panic）。请看下面的代码：
use std::str::FromStr;
fn get_count_item(s: &str) -> (u64, &str) {
let mut it = s.split(' ');
let (Some(count_str), Some(item)) = (it.next(), it.next()) else {
panic!("Can't segment count item pair: '{s}'");
};
let Ok(count) = u64::from_str(count_str) else {
panic!("Can't parse integer: '{count_str}'");
};
// error: `else` clause of `let...else` does not diverge
// let Ok(count) = u64::from_str(count_str) else { 0 };
(count, item)
}
fn main() {
assert_eq!(get_count_item("3 chairs"), (3, "chairs"));
}与 match 和 if let 相比，let-else 的一个显著特点在于其解包成功时所创建的变量具有更广的作用域。在 let-else 语句中，成功匹配后的变量不再仅限于特定分支内使用：
// if let
if let Some(x) = some_option_value {
println!("{}", x);
}
// let-else
let Some(x) = some_option_value else { return; }
println!("{}", x);
在上面的例子中，if let 写法里的 x 只能在 if 分支内使用，而 let-else 写法里的 x 则可以在 let 之外使用。
全模式列表
在本书中我们已领略过许多不同类型模式的例子，本节的目标就是把这些模式语法都罗列出来，方便大家检索查阅（模式匹配在我们的开发中会经常用到）。
匹配字面值
let x = 1;
match x {
1 => println!("one"),
2 => println!("two"),
3 => println!("three"),
_ => println!("anything"),
}
这段代码会打印 one 因为 x 的值是 1，如果希望代码获得特定的具体值，那么这种语法很有用。
匹配命名变量
在 match 中，我们有讲过变量遮蔽的问题，这个在匹配命名变量时会遇到：
fn main() {
let x = Some(5);
let y = 10;
match x {
Some(50) => println!("Got 50"),
Some(y) => println!("Matched, y = {:?}", y),
_ => println!("Default case, x = {:?}", x),
}
println!("at the end: x = {:?}, y = {:?}", x, y);
}让我们看看当 match 语句运行的时候发生了什么。第一个匹配分支的模式并不匹配 x 中定义的值，所以代码继续执行。
第二个匹配分支中的模式引入了一个新变量 y，它会匹配任何 Some 中的值。因为这里的 y 在 match 表达式的作用域中，而不是之前 main 作用域中，所以这是一个新变量，不是开头声明为值 10 的那个 y。这个新的 y 绑定会匹配任何 Some 中的值，在这里是 x 中的值。因此这个 y 绑定了 x 中 Some 内部的值。这个值是 5，所以这个分支的表达式将会执行并打印出 Matched，y = 5。
如果 x 的值是 None 而不是 Some(5)，头两个分支的模式不会匹配，所以会匹配模式 _。这个分支的模式中没有引入变量 x，所以此时表达式中的 x 会是外部没有被遮蔽的 x，也就是 None。
一旦 match 表达式执行完毕，其作用域也就结束了，同理内部 y 的作用域也结束了。最后的 println! 会打印 at the end: x = Some(5), y = 10。
如果你不想引入变量遮蔽，可以使用另一个变量名而非 y，或者使用匹配守卫(match guard)的方式，稍后在匹配守卫提供的额外条件中会讲解。
单分支多模式
在 match 表达式中，可以使用 | 语法匹配多个模式，它代表 或的意思。例如，如下代码将 x 的值与匹配分支相比较，第一个分支有 或 选项，意味着如果 x 的值匹配此分支的任何一个模式，它就会运行：
let x = 1;
match x {
1 | 2 => println!("one or two"),
3 => println!("three"),
_ => println!("anything"),
}
上面的代码会打印 one or two。
通过序列 ..= 匹配值的范围
在数值类型中我们有讲到一个序列语法，该语法不仅可以用于循环中，还能用于匹配模式。
..= 语法允许你匹配一个闭区间序列内的值。在如下代码中，当模式匹配任何在此序列内的值时，该分支会执行：
let x = 5;
match x {
1..=5 => println!("one through five"),
_ => println!("something else"),
}
如果 x 是 1、2、3、4 或 5，第一个分支就会匹配。这相比使用 | 运算符表达相同的意思更为方便；相比 1..=5，使用 | 则不得不指定 1 | 2 | 3 | 4 | 5 这五个值，而使用 ..= 指定序列就简短的多，比如希望匹配从 1 到 1000 的数字的时候！
序列只允许用于数字或字符类型，原因是：它们可以连续，同时编译器在编译期可以检查该序列是否为空，字符和数字值是 Rust 中仅有的可以用于判断是否为空的类型。
如下是一个使用字符类型序列的例子：
let x = 'c';
match x {
'a'..='j' => println!("early ASCII letter"),
'k'..='z' => println!("late ASCII letter"),
_ => println!("something else"),
}
Rust 知道 'c' 位于第一个模式的序列内，所以会打印出 early ASCII letter。
解构并分解值
也可以使用模式来解构结构体、枚举、元组、数组和引用。
解构结构体
下面代码展示了如何用 let 解构一个带有两个字段 x 和 y 的结构体 Point：
struct Point {
x: i32,
y: i32,
}
fn main() {
let p = Point { x: 0, y: 7 };
let Point { x: a, y: b } = p;
assert_eq!(0, a);
assert_eq!(7, b);
}这段代码创建了变量 a 和 b 来匹配结构体 p 中的 x 和 y 字段，这个例子展示了模式中的变量名不必与结构体中的字段名一致。不过通常希望变量名与字段名一致以便于理解变量来自于哪些字段。
因为变量名匹配字段名是常见的，同时因为 let Point { x: x, y: y } = p; 中 x 和 y 重复了，所以对于匹配结构体字段的模式存在简写：只需列出结构体字段的名称，则模式创建的变量会有相同的名称。下例与上例有着相同行为的代码，不过 let 模式创建的变量为 x 和 y 而不是 a 和 b：
struct Point {
x: i32,
y: i32,
}
fn main() {
let p = Point { x: 0, y: 7 };
let Point { x, y } = p;
assert_eq!(0, x);
assert_eq!(7, y);
}这段代码创建了变量 x 和 y，与结构体 p 中的 x 和 y 字段相匹配。其结果是变量 x 和 y 包含结构体 p 中的值。
也可以使用字面值作为结构体模式的一部分进行解构，而不是为所有的字段创建变量。这允许我们测试一些字段为特定值的同时创建其他字段的变量。
下文展示了固定某个字段的匹配方式：
fn main() {
let p = Point { x: 0, y: 7 };
match p {
Point { x, y: 0 } => println!("On the x axis at {}", x),
Point { x: 0, y } => println!("On the y axis at {}", y),
Point { x, y } => println!("On neither axis: ({}, {})", x, y),
}
}首先是 match 第一个分支，指定匹配 y 为 0 的 Point； 然后第二个分支在第一个分支之后，匹配 y 不为 0，x 为 0 的 Point; 最后一个分支匹配 x 不为 0，y 也不为 0 的 Point。
在这个例子中，值 p 因为其 x 包含 0 而匹配第二个分支，因此会打印出 On the y axis at 7。
解构枚举
下面代码以 Message 枚举为例，编写一个 match 使用模式解构每一个内部值：
enum Message {
Quit,
Move { x: i32, y: i32 },
Write(String),
ChangeColor(i32, i32, i32),
}
fn main() {
let msg = Message::ChangeColor(0, 160, 255);
match msg {
Message::Quit => {
println!("The Quit variant has no data to destructure.")
}
Message::Move { x, y } => {
println!(
"Move in the x direction {} and in the y direction {}",
x,
y
);
}
Message::Write(text) => println!("Text message: {}", text),
Message::ChangeColor(r, g, b) => {
println!(
"Change the color to red {}, green {}, and blue {}",
r,
g,
b
)
}
}
}这里老生常谈一句话，模式匹配一样要类型相同，因此匹配 Message::Move{1,2} 这样的枚举值，就必须要用 Message::Move{x,y} 这样的同类型模式才行。
这段代码会打印出 Change the color to red 0, green 160, and blue 255。尝试改变 msg 的值来观察其他分支代码的运行。
对于像 Message::Quit 这样没有任何数据的枚举成员，不能进一步解构其值。只能匹配其字面值 Message::Quit，因此模式中没有任何变量。
对于另外两个枚举成员，就用相同类型的模式去匹配出对应的值即可。
解构嵌套的结构体和枚举
目前为止，所有的例子都只匹配了深度为一级的结构体或枚举。 match 也可以匹配嵌套的项！
例如使用下面的代码来同时支持 RGB 和 HSV 色彩模式：
enum Color {
Rgb(i32, i32, i32),
Hsv(i32, i32, i32),
}
enum Message {
Quit,
Move { x: i32, y: i32 },
Write(String),
ChangeColor(Color),
}
fn main() {
let msg = Message::ChangeColor(Color::Hsv(0, 160, 255));
match msg {
Message::ChangeColor(Color::Rgb(r, g, b)) => {
println!(
"Change the color to red {}, green {}, and blue {}",
r,
g,
b
)
}
Message::ChangeColor(Color::Hsv(h, s, v)) => {
println!(
"Change the color to hue {}, saturation {}, and value {}",
h,
s,
v
)
}
_ => ()
}
}match 第一个分支的模式匹配一个 Message::ChangeColor 枚举成员，该枚举成员又包含了一个 Color::Rgb 的枚举成员，最终绑定了 3 个内部的 i32 值。第二个，就交给亲爱的读者来思考完成。
解构结构体和元组
我们甚至可以用复杂的方式来混合、匹配和嵌套解构模式。如下是一个复杂结构体的例子，其中结构体和元组嵌套在元组中，并将所有的原始类型解构出来：
struct Point {
x: i32,
y: i32,
}
let ((feet, inches), Point {x, y}) = ((3, 10), Point { x: 3, y: -10 });
这种将复杂类型分解匹配的方式，可以让我们单独得到感兴趣的某个值。
解构数组
对于数组，我们可以用类似元组的方式解构，分为两种情况：
定长数组
let arr: [u16; 2] = [114, 514];
let [x, y] = arr;
assert_eq!(x, 114);
assert_eq!(y, 514);
不定长数组
let arr: &[u16] = &[114, 514];
if let [x, ..] = arr {
assert_eq!(x, &114);
}
if let &[.., y] = arr {
assert_eq!(y, 514);
}
let arr: &[u16] = &[];
assert!(matches!(arr, [..]));
assert!(!matches!(arr, [x, ..]));
忽略模式中的值
有时忽略模式中的一些值是很有用的，比如在 match 中的最后一个分支使用 _ 模式匹配所有剩余的值。 你也可以在另一个模式中使用 _ 模式，使用一个以下划线开始的名称，或者使用 .. 忽略所剩部分的值。
使用 _ 忽略整个值
虽然 _ 模式作为 match 表达式最后的分支特别有用，但是它的作用还不限于此。例如可以将其用于函数参数中：
fn foo(_: i32, y: i32) {
println!("This code only uses the y parameter: {}", y);
}
fn main() {
foo(3, 4);
}这段代码会完全忽略作为第一个参数传递的值 3，并会打印出 This code only uses the y parameter: 4。
大部分情况当你不再需要特定函数参数时，最好修改签名不再包含无用的参数。在一些情况下忽略函数参数会变得特别有用，比如实现特征时，当你需要特定类型签名但是函数实现并不需要某个参数时。此时编译器就不会警告说存在未使用的函数参数，就跟使用命名参数一样。
使用嵌套的 _ 忽略部分值
可以在一个模式内部使用 _ 忽略部分值：
let mut setting_value = Some(5);
let new_setting_value = Some(10);
match (setting_value, new_setting_value) {
(Some(_), Some(_)) => {
println!("Can't overwrite an existing customized value");
}
_ => {
setting_value = new_setting_value;
}
}
println!("setting is {:?}", setting_value);
这段代码会打印出 Can't overwrite an existing customized value 接着是 setting is Some(5)。
第一个匹配分支，我们不关心里面的值，只关心元组中两个元素的类型，因此对于 Some 中的值，直接进行忽略。 剩下的形如 (Some(_),None)，(None, Some(_)), (None,None) 形式，都由第二个分支 _ 进行分配。
还可以在一个模式中的多处使用下划线来忽略特定值，如下所示，这里忽略了一个五元元组中的第二和第四个值：
let numbers = (2, 4, 8, 16, 32);
match numbers {
(first, _, third, _, fifth) => {
println!("Some numbers: {}, {}, {}", first, third, fifth)
},
}
老生常谈：模式匹配一定要类型相同，因此匹配 numbers 元组的模式，也必须有五个值（元组中元素的数量也属于元组类型的一部分）。
这会打印出 Some numbers: 2, 8, 32, 值 4 和 16 会被忽略。
使用下划线开头忽略未使用的变量
如果你创建了一个变量却不在任何地方使用它，Rust 通常会给你一个警告，因为这可能会是个 BUG。但是有时创建一个不会被使用的变量是有用的，比如你正在设计原型或刚刚开始一个项目。这时你希望告诉 Rust 不要警告未使用的变量，为此可以用下划线作为变量名的开头：
fn main() {
let _x = 5;
let y = 10;
}这里得到了警告说未使用变量 y，至于 x 则没有警告。
注意, 只使用 _ 和使用以下划线开头的名称有些微妙的不同：比如 _x 仍会将值绑定到变量，而 _ 则完全不会绑定。
let s = Some(String::from("Hello!"));
if let Some(_s) = s {
println!("found a string");
}
println!("{:?}", s);
s 是一个拥有所有权的动态字符串，在上面代码中，我们会得到一个错误，因为 s 的值会被转移给 _s，在 println! 中再次使用 s 会报错：
error[E0382]: borrow of partially moved value: `s`
--> src/main.rs:8:22
|
4 | if let Some(_s) = s {
| -- value partially moved here
...
8 | println!("{:?}", s);
| ^ value borrowed here after partial move
只使用下划线本身，则并不会绑定值，因为 s 没有被移动进 _：
let s = Some(String::from("Hello!"));
if let Some(_) = s {
println!("found a string");
}
println!("{:?}", s);
用 .. 忽略剩余值
对于有多个部分的值，可以使用 .. 语法来只使用部分值而忽略其它值，这样也不用再为每一个被忽略的值都单独列出下划线。.. 模式会忽略模式中剩余的任何没有显式匹配的值部分。
struct Point {
x: i32,
y: i32,
z: i32,
}
let origin = Point { x: 0, y: 0, z: 0 };
match origin {
Point { x, .. } => println!("x is {}", x),
}
这里列出了 x 值，接着使用了 .. 模式来忽略其它字段，这样的写法要比一一列出其它字段，然后用 _ 忽略简洁的多。
还可以用 .. 来忽略元组中间的某些值：
fn main() {
let numbers = (2, 4, 8, 16, 32);
match numbers {
(first, .., last) => {
println!("Some numbers: {}, {}", first, last);
},
}
}这里用 first 和 last 来匹配第一个和最后一个值。.. 将匹配并忽略中间的所有值。
然而使用 .. 必须是无歧义的。如果期望匹配和忽略的值是不明确的，Rust 会报错。下面代码展示了一个带有歧义的 .. 例子，因此不能编译：
fn main() {
let numbers = (2, 4, 8, 16, 32);
match numbers {
(.., second, ..) => {
println!("Some numbers: {}", second)
},
}
}如果编译上面的例子，会得到下面的错误：
error: `..` can only be used once per tuple pattern // 每个元组模式只能使用一个 `..`
--> src/main.rs:5:22
|
5 | (.., second, ..) => {
| -- ^^ can only be used once per tuple pattern
| |
| previously used here // 上一次使用在这里
error: could not compile `world_hello` due to previous error ^^
Rust 无法判断，second 应该匹配 numbers 中的第几个元素，因此这里使用两个 .. 模式，是有很大歧义的！
匹配守卫提供的额外条件
匹配守卫（match guard）是一个位于 match 分支模式之后的额外 if 条件，它能为分支模式提供更进一步的匹配条件。
这个条件可以使用模式中创建的变量：
let num = Some(4);
match num {
Some(x) if x < 5 => println!("less than five: {}", x),
Some(x) => println!("{}", x),
None => (),
}
这个例子会打印出 less than five: 4。当 num 与模式中第一个分支匹配时，Some(4) 可以与 Some(x) 匹配，接着匹配守卫检查 x 值是否小于 5，因为 4 小于 5，所以第一个分支被选择。
相反如果 num 为 Some(10)，因为 10 不小于 5 ，所以第一个分支的匹配守卫为假。接着 Rust 会前往第二个分支，因为这里没有匹配守卫所以会匹配任何 Some 成员。
模式中无法提供类如 if x < 5 的表达能力，我们可以通过匹配守卫的方式来实现。
在之前，我们提到可以使用匹配守卫来解决模式中变量覆盖的问题，那里 match 表达式的模式中新建了一个变量而不是使用 match 之外的同名变量。内部变量覆盖了外部变量，意味着此时不能够使用外部变量的值，下面代码展示了如何使用匹配守卫修复这个问题。
fn main() {
let x = Some(5);
let y = 10;
match x {
Some(50) => println!("Got 50"),
Some(n) if n == y => println!("Matched, n = {}", n),
_ => println!("Default case, x = {:?}", x),
}
println!("at the end: x = {:?}, y = {}", x, y);
}上面代码会打印 Default case, x = Some(5)。其中，第二个匹配分支由于没有新建局部变量 y，因此在匹配守卫中使用的是外部的 y。
匹配守卫 if n == y 并不是一个模式所以没有引入新变量。这个 y 正是 外部的 y 而不是新的覆盖变量 y，这样就可以通过比较 n 和 y 来表达寻找一个与外部 y 相同的值的概念了。
也可以在匹配守卫中使用 或 运算符 | 来指定多个模式，同时匹配守卫的条件会作用于所有的模式。下面代码展示了匹配守卫与 | 的优先级。这个例子中看起来好像 if y 只作用于 6，但实际上匹配守卫 if y 作用于 4、5 和 6 ，在满足 x 属于 4 | 5 | 6 后才会判断 y 是否为 true：
let x = 4;
let y = false;
match x {
4 | 5 | 6 if y => println!("yes"),
_ => println!("no"),
}
这个匹配条件表明此分支只匹配 x 值为 4、5 或 6 同时 y 为 true 的情况。
虽然在第一个分支中，x 匹配了模式 4 ，但是对于匹配守卫 if y 来说，因为 y 是 false，因此该守卫条件的值永远是 false，也意味着第一个分支永远无法被匹配。
下面的文字图解释了匹配守卫作用于多个模式时的优先级规则，第一张是正确的：
(4 | 5 | 6) if y => ...
而第二张图是错误的
4 | 5 | (6 if y) => ...
可以通过运行代码时的情况看出这一点：如果匹配守卫只作用于由 | 运算符指定的值列表的最后一个值，这个分支就会匹配且程序会打印出 yes。
@绑定
@（读作 at）运算符允许为一个字段绑定另外一个变量。下面例子中，我们希望测试 Message::Hello 的 id 字段是否位于 3..=7 范围内，同时也希望能将其值绑定到 id_variable 变量中以便此分支中相关的代码可以使用它。我们可以将 id_variable 命名为 id，与字段同名，不过出于示例的目的这里选择了不同的名称。
enum Message {
Hello { id: i32 },
}
let msg = Message::Hello { id: 5 };
match msg {
Message::Hello { id: id_variable @ 3..=7 } => {
println!("Found an id in range: {}", id_variable)
},
Message::Hello { id: 10..=12 } => {
println!("Found an id in another range")
},
Message::Hello { id } => {
println!("Found some other id: {}", id)
},
}
上例会打印出 Found an id in range: 5。通过在 3..=7 之前指定 id_variable @，我们捕获了任何匹配此范围的值并同时将该值绑定到变量 id_variable 上。
第二个分支只在模式中指定了一个范围，id 字段的值可以是 10、11 或 12，不过这个模式的代码并不知情也不能使用 id 字段中的值，因为没有将 id 值保存进一个变量。
最后一个分支指定了一个没有范围的变量，此时确实拥有可以用于分支代码的变量 id，因为这里使用了结构体字段简写语法。不过此分支中没有像头两个分支那样对 id 字段的值进行测试：任何值都会匹配此分支。
当你既想要限定分支范围，又想要使用分支的变量时，就可以用 @ 来绑定到一个新的变量上，实现想要的功能。
@前绑定后解构(Rust 1.56 新增)
使用 @ 还可以在绑定新变量的同时，对目标进行解构：
#[derive(Debug)]
struct Point {
x: i32,
y: i32,
}
fn main() {
// 绑定新变量 `p`，同时对 `Point` 进行解构
let p @ Point {x: px, y: py } = Point {x: 10, y: 23};
println!("x: {}, y: {}", px, py);
println!("{:?}", p);
let point = Point {x: 10, y: 5};
if let p @ Point {x: 10, y} = point {
println!("x is 10 and y is {} in {:?}", y, p);
} else {
println!("x was not 10 :(");
}
}@新特性(Rust 1.53 新增)
考虑下面一段代码:
fn main() {
match 1 {
num @ 1 | 2 => {
println!("{}", num);
}
_ => {}
}
}编译不通过，是因为 num 没有绑定到所有的模式上，只绑定了模式 1，你可能会试图通过这个方式来解决：
num @ (1 | 2)
但是，如果你用的是 Rust 1.53 之前的版本，那这种写法会报错，因为编译器不支持。
至此，模式匹配的内容已经全部完结，复杂但是详尽，想要一次性全部记住属实不易，因此读者可以先留一个印象，等未来需要时，再来翻阅寻找具体的模式实现方式。
