变量与可变性
如 “使用变量存储值”一节所述，默认情况下，变量是不可变的。这是 Rust 鼓励你以利用其安全性和易于并发的方式编写代码的众多提示之一。然而，你仍然可以选择让变量可变。让我们探讨一下 Rust 如何以及为何鼓励你优先使用不可变性，以及为何有时你可能希望选择可变性。
当变量不可变时，一旦值绑定到名称，你就无法更改该值。为了说明这一点，请使用 cargo new variables 在你的 projects 目录中生成一个名为 variables 的新项目。
然后，在你的新 variables 目录中，打开 src/main.rs 文件，将其代码替换为以下尚无法编译的代码：
文件名：src/main.rs
fn main() {
let x = 5;
println!("The value of x is: {x}");
x = 6;
println!("The value of x is: {x}");
}保存并使用 cargo run 运行程序。你会收到一个关于不可变性错误的错误消息，如下面的输出所示：
$ cargo run
Compiling variables v0.1.0 (file:///projects/variables)
error[E0384]: cannot assign twice to immutable variable `x`
--> src/main.rs:4:5
|
2 | let x = 5;
| - first assignment to `x`
3 | println!("The value of x is: {x}");
4 | x = 6;
| ^^^^^ cannot assign twice to immutable variable
|
help: consider making this binding mutable
|
2 | let mut x = 5;
| +++
For more information about this error, try `rustc --explain E0384`.
error: could not compile `variables` (bin "variables") due to 1 previous error
这个例子展示了编译器如何帮助你找到程序中的错误。编译器错误可能会令人沮丧，但实际上它们只意味着你的程序尚未安全地实现你想要的功能；它们不意味着你不是一个优秀的程序员！经验丰富的 Rustaceans 仍然会遇到编译器错误。
你收到错误消息 cannot assign twice to immutable variable `x`，因为你试图为不可变的变量 x 分配第二个值。
当我们尝试更改被指定为不可变的值时收到编译时错误很重要，因为这种情况本身可能导致 bug。如果代码的一部分假定某个值永远不会改变，而代码的另一部分改变了该值，则代码的第一部分可能无法按设计工作。这类 bug 的原因事后很难追踪，特别是当第二部分代码仅在某些时候改变值时。Rust 编译器保证，当你声明一个值不会改变时，它确实不会改变，因此你无需自己跟踪。这样你的代码更容易理解。
但可变性非常有用，并且可以使代码编写更方便。尽管变量默认是不可变的，但你可以通过在变量名之前添加 mut 使其可变，就像你在 第二章 中所做的那样。添加 mut 也向未来的代码读者传达了意图，表明代码的其他部分将更改此变量的值。
例如，我们将 src/main.rs 修改为以下代码：
文件名：src/main.rs
fn main() { let mut x = 5; println!("The value of x is: {x}"); x = 6; println!("The value of x is: {x}"); }
现在我们运行程序时，会得到如下输出：
$ cargo run
Compiling variables v0.1.0 (file:///projects/variables)
Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.30s
Running `target/debug/variables`
The value of x is: 5
The value of x is: 6
当使用 mut 时，我们可以将绑定到 x 的值从 5 更改为 6。最终，是否使用可变性取决于你，并取决于你在特定情况下认为哪种方式更清晰。
常量
与不可变变量一样，常量是绑定到名称且不允许更改的值，但常量与变量之间有一些区别。
首先，不允许将 mut 用于常量。常量不仅仅是默认不可变的——它们总是不可变的。你使用 const 关键字而不是 let 关键字来声明常量，并且值类型必须被标注。我们将在下一节 “数据类型” 中介绍类型和类型标注，所以现在不用担心这些细节。只需要知道你必须始终标注类型。
常量可以在任何作用域中声明，包括全局作用域，这使得它们对于代码的许多部分都需要知道的值非常有用。
最后一个区别是，常量只能设置为常量表达式的结果，而不是只能在运行时计算的值的结果。
下面是一个常量声明的例子：
#![allow(unused)] fn main() { const THREE_HOURS_IN_SECONDS: u32 = 60 * 60 * 3; }
常量的名称是 THREE_HOURS_IN_SECONDS，其值设置为 60（一分钟的秒数）乘以 60（一小时的分钟数）再乘以 3（程序中我们想要计时的小时数）的结果。Rust 常量的命名约定是使用全大写字母，单词之间用下划线分隔。编译器能够在编译时评估有限的一组操作，这使得我们可以选择以一种更容易理解和验证的方式来写出这个值，而不是直接将常量设置为值 10,800。有关声明常量时可以使用哪些操作的更多信息，请参阅 Rust Reference 关于常量评估的章节。
常量在其声明的作用域内，在程序运行的整个期间都有效。这个特性使得常量对于应用程序领域中程序多个部分可能需要知道的值很有用，例如游戏中任何玩家允许获得的最大分数，或光速。
将程序中使用的硬编码值命名为常量，有助于向代码的未来维护者传达该值的含义。如果将来需要更新硬编码值，这样做也只需要在一个地方更改代码，这很有帮助。
遮蔽（Shadowing）
如你在 第二章 的猜谜游戏教程中看到的，你可以声明一个与先前变量同名的新变量。Rustaceans（Rust 用户）称第一个变量被第二个变量遮蔽（shadowed）了，这意味着当你使用该变量的名称时，编译器看到的是第二个变量。实际上，第二个变量取代了第一个变量，接管了该变量名称的所有使用，直到它自己也被遮蔽或作用域结束。我们可以通过使用相同的变量名并重复使用 let 关键字来遮蔽变量，如下所示：
文件名：src/main.rs
fn main() { let x = 5; let x = x + 1; { let x = x * 2; println!("The value of x in the inner scope is: {x}"); } println!("The value of x is: {x}"); }
这个程序首先将 x 绑定到值 5。然后它通过重复 let x = 创建一个新变量 x，取原始值并加 1，因此 x 的值变为 6。接着，在由花括号创建的内部作用域中，第三个 let 语句也遮蔽了 x 并创建一个新变量，将先前的值乘以 2，使 x 的值为 12。当该作用域结束时，内部的遮蔽结束，x 的值又变回 6。当我们运行这个程序时，它将输出以下内容：
$ cargo run
Compiling variables v0.1.0 (file:///projects/variables)
Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.31s
Running `target/debug/variables`
The value of x in the inner scope is: 12
The value of x is: 6
遮蔽与将变量标记为 mut 不同，因为如果我们不使用 let 关键字而意外地尝试重新赋值给此变量，我们会收到编译时错误。通过使用 let，我们可以对一个值执行一些转换，但在这些转换完成后使变量不可变。
mut 和遮蔽的另一个区别是，因为当我们再次使用 let 关键字时实际上是创建了一个新变量，我们可以改变值的类型但重用相同的名称。例如，假设我们的程序要求用户通过输入空格字符来显示他们在某些文本之间需要多少空格，然后我们想将该输入存储为一个数字：
fn main() { let spaces = " "; let spaces = spaces.len(); }
第一个 spaces 变量是字符串类型，第二个 spaces 变量是数字类型。因此，遮蔽使我们无需想出不同的名称，例如 spaces_str 和 spaces_num；相反，我们可以重用更简单的 spaces 名称。然而，如果尝试对此使用 mut，如下所示，我们会收到编译时错误：
fn main() {
let mut spaces = " ";
spaces = spaces.len();
}错误提示我们不允许改变变量的类型。
$ cargo run
Compiling variables v0.1.0 (file:///projects/variables)
error[E0308]: mismatched types
--> src/main.rs:3:14
|
2 | let mut spaces = " ";
| ----- expected due to this value
3 | spaces = spaces.len();
| ^^^^^^^^^^^^ expected `&str`, found `usize`
For more information about this error, try `rustc --explain E0308`.
error: could not compile `variables` (bin "variables") due to 1 previous error
既然我们已经探讨了变量的工作原理，接下来我们看看它们可以拥有的更多数据类型。