许多具有系统编程背景的Rust初学者倾向于使用bool(甚至u8—8位无符号整数类型)来表示“状态”。
例如，如何使用bool来指示用户是否处于活动状态？
struct User { // ... active: bool,}一开始，这可能看起来不错，但是随着代码库的增长，会发现“active”不是二进制状态。用户可以处于许多不同的状态，用户可能被挂起或删除。但是，扩展User结构体可能会出现问题，因为代码的其他部分有可能依赖active是bool类型。
另一个问题是bool不是自文档化的。active = false是什么意思？用户是否处于非活动状态，或者用户被删除了，或者用户被挂起了？我们不知道！
或者，可以使用一个无符号整数来表示状态：
struct User { // ... status: u8,}这稍微好一点，因为我们现在可以使用不同的值来表示更多的状态：
const ACTIVE: u8 = 0;const INACTIVE: u8 = 1;const SUSPENDED: u8 = 2;const DELETED: u8 = 3;let user = User { // ... status: ACTIVE,};u8的一个常见用例是与C代码交互，在这种情况下，使用u8似乎是唯一的选择。我们还可以将u8包装在一个新类型中！
struct User { // ... status: UserStatus,}struct UserStatus(u8);const ACTIVE: UserStatus = UserStatus(0);const INACTIVE: UserStatus = UserStatus(1);const SUSPENDED: UserStatus = UserStatus(2);const DELETED: UserStatus = UserStatus(3);let user = User { // ... status: ACTIVE,};这样我们就可以在UserStatus上定义方法：
impl UserStatus { fn is_active(&self) -> bool { self.0 == ACTIVE.0 }}我们甚至还可以定义一个构造函数来验证输入：
impl UserStatus { fn new(status: u8) -> Result<Self, &'static str> { match status { ACTIVE.0 => Ok(ACTIVE), INACTIVE.0 => Ok(INACTIVE), SUSPENDED.0 => Ok(SUSPENDED), DELETED.0 => Ok(DELETED), _ => Err("Invalid status"), } }}枚举是为域内的状态建模的好方法。它们以一种非常简洁的方式表达你的意图。
#[derive(Debug)]pub enum UserStatus { /// 用户是活跃的，可以完全访问他们的帐户和任何相关功能。 Active, /// 用户的帐户处于非活动状态。该状态可由用户或管理员恢复为激活状态。 Inactive, /// 该用户的帐户已被暂时暂停，可能是由于可疑活动或违反政策。 /// 在此状态下，用户无法访问其帐户，并且可能需要管理员的干预才能恢复帐户。 Suspended, /// 该用户的帐号已被永久删除，无法恢复。 /// 与该帐户关联的所有数据都可能被删除，用户需要创建一个新帐户才能再次使用该服务。 Deleted,}我们可以将这个枚举插入到User结构体中：
struct User { // ... status: UserStatus,}但这还不是全部。在Rust中，枚举比许多其他语言强大得多。例如，可以向枚举变量中添加数据：
#[derive(Debug)]pub enum UserStatus { Active, Inactive, Suspended { until: DateTime<Utc> }, Deleted { deleted_at: DateTime<Utc> },}我们还可以表示状态转换：
use chrono::{DateTime, Utc};#[derive(Debug)]pub enum UserStatus { Active, Inactive, Suspended { until: DateTime<Utc> }, Deleted { deleted_at: DateTime<Utc> },}impl UserStatus { /// 暂停用户直到指定日期 fn suspend(&mut self, until: DateTime<Utc>) { match self { UserStatus::Active => *self = UserStatus::Suspended { until }, _ => {} } } /// 激活用户 fn activate(&mut self) -> Result<(), &'static str> { match self { // A deleted user can't be activated! UserStatus::Deleted { .. } => return Err("can't activate a deleted user"), _ => *self = UserStatus::Active } Ok(()) } /// 删除用户，这是一个永久的动作！ fn delete(&mut self) { if let UserStatus::Deleted { .. } = self { // 已经删除，不要再设置deleted_at字段。 return; } *self = UserStatus::Deleted { deleted_at: Utc::now(), } } fn is_active(&self) -> bool { matches!(self, UserStatus::Active) } fn is_suspended(&self) -> bool { matches!(self, UserStatus::Suspended { .. }) } fn is_deleted(&self) -> bool { matches!(self, UserStatus::Deleted { .. }) }}#[cfg(test)]mod tests { use chrono::Duration; use super::*; #[test] fn test_user_status() -> Result<(), &'static str>{ let mut status = UserStatus::Active; assert!(status.is_active()); // 暂停到明天 status.suspend(Utc::now() + Duration::days(1)); assert!(status.is_suspended()); status.activate()?; assert!(status.is_active()); status.delete(); assert!(status.is_deleted()); Ok(()) } #[test] fn test_user_status_transition() { let mut status = UserStatus::Active; assert!(status.is_active()); status.delete(); assert!(status.is_deleted()); // 无法激活已删除的用户 assert!(status.activate().is_err()); }}看看我们仅仅用几行代码就涵盖了多少内容！我们可以放心地扩展应用程序，因为我们知道不会意外地删除用户两次或重新激活已删除的用户。非法的状态转换现在是不可能的！
C代码：
typedef struct { uint8_t status;} User;User *create_user(uint8_t status);你可以写一个Rust枚举来表示状态：
#[repr(u8)]#[derive(Debug, PartialEq)]pub enum UserStatus { Active = 0, Inactive, Suspended, Deleted,}impl TryFrom<u8> for UserStatus { type Error = (); fn try_from(value: u8) -> Result<Self, Self::Error> { match value { 0 => Ok(UserStatus::Active), 1 => Ok(UserStatus::Inactive), 2 => Ok(UserStatus::Suspended), 3 => Ok(UserStatus::Deleted), _ => Err(()), } }}注意到#[repr(u8)]属性了吗？它告诉编译器将此枚举表示为无符号8位整数。这对于与C代码的兼容性至关重要。
现在，让我们用一个安全的Rust包装器包装C函数：
extern "C" { fn create_user(status: u8) -> *mut User;}pub fn create_user_wrapper(status: UserStatus) -> Result<User, &'static str> { let user = unsafe { create_user(status as u8) }; if user.is_null() { Err("Failed to create user") } else { Ok(unsafe { *Box::from_raw(user) }) }}Rust代码现在使用丰富的enum类型与C代码通信。
Rust中的枚举比大多数其他语言更强大。它们可以用来优雅地表示状态转换——甚至可以跨越语言边界。
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