第4课：函数与模块

🎯 本课目标

掌握Rust函数定义、参数模式、返回值，以及模块系统的组织方式。

1. 函数定义

// 基本函数
fn add(a: i32, b: i32) -> i32 {
    a + b   // 最后表达式作为返回值
}

// 无返回值→单元类型()
fn greet(name: &str) {
    println!("你好, {}!", name);
}

// 提前返回
fn abs(x: i32) -> i32 {
    if x < 0 { return -x; }
    x
}

// 发散函数——永远不返回
fn die() -> ! {
    panic!("游戏结束");
}

fn main() {
    println!("3+4 = {}", add(3, 4));
    greet("Rust");
}

✅ 编译验证通过

2. 参数模式

fn main() {
    // 解构参数
    fn print_coords(&(x, y): &(i32, i32)) {
        println!("位置: ({}, {})", x, y);
    }
    print_coords(&(3, 5));

    // 默认参数→用Option
    fn greet_optional(name: &str, title: Option<&str>) {
        match title {
            Some(t) => println!("{} {}!", t, name),
            None => println!("你好, {}!", name),
        }
    }
    greet_optional("Alice", Some("Dr."));
}

✅ 编译验证通过

3. 函数指针与高阶函数

fn add_one(x: i32) -> i32 { x + 1 }
fn double(x: i32) -> i32 { x * 2 }

fn apply(f: fn(i32) -> i32, x: i32) -> i32 {
    f(x)
}

fn main() {
    println!("apply: {}", apply(add_one, 5));  // 6

    let fns: [fn(i32)->i32; 2] = [add_one, double];
    for f in fns {
        println!("result: {}", f(5));
    }
}

✅ 编译验证通过

4. 模块系统

mod network {
    fn connect() { println!("连接中..."); }

    pub fn send(data: &str) {
        connect();
        println!("发送: {}", data);
    }

    pub mod tcp {
        pub fn listen(port: u16) {
            println!("TCP监听端口{}", port);
        }
    }
}

fn main() {
    network::send("Hello");
    network::tcp::listen(8080);
}

✅ 编译验证通过

可见性规则

use导入

use std::collections::HashMap;        // 单个
use std::io::{self, Read, Write};  // 多个
use std::collections::HashMap as Map;  // 别名

文件模块

my_app/
├── src/
│   ├── main.rs      // crate root
│   ├── network.rs   // mod network;
│   └── network/
│       ├── mod.rs
│       └── tcp.rs

5. 函数调用的内存模型

📝 练习题

🔬 深度理解：Rust的设计哲学

📖 Rust发展历史

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