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Rust 语言入门(一）：打印与格式化输出

article 2025/2/24 20:22:42

对于初学者来说，掌握 Rust 的基本 I/O 操作是入门的第一步。本篇博客将介绍 Rust 语言的打印机制，包括基本的 print!、println! 宏，格式化输出方式，并探讨其底层原理。

Rust 的基本打印

在 Rust 中，最常见的输出方式是使用 println! 和 print! 宏。

fn main() {
    println!("Hello, world!");
}

`println!` 和 `print!`

println!：带换行符的输出，相当于 C 语言的 printf("...\n");
print!：不带换行符，需要手动添加 \n

示例：

fn main() {
    print!("Hello, ");
    println!("world!");
}

输出：

Hello, world!

格式化输出

Rust 提供了强大的格式化输出功能，通过 {} 占位符实现。常见的格式化方式有：

1. 基本格式化

fn main() {
    let name = "Rust";
    let version = 1.73;
    println!("{} is a systems programming language. Version: {}", name, version);
}

输出：

Rust is a systems programming language. Version: 1.73

2. 位置参数

fn main() {
    println!("{1} is better than {0}!", "C", "Rust");
}

输出：

Rust is better than C!

3. 具名参数

fn main() {
    println!("{language} is fun!", language="Rust");
}

输出：

Rust is fun!

4. 指定格式

Rust 支持各种格式控制，如二进制、十六进制、科学计数法等。

fn main() {
    let num = 42;
    println!("Binary: {:b}, Hex: {:x}, Octal: {:o}", num, num, num);
}

输出：

Binary: 101010, Hex: 2a, Octal: 52

5. 指定宽度和对齐

右对齐（默认）：

println!("{:>10}", "Rust");

输出：

      Rust

左对齐：

println!("{:<10}", "Rust");

输出：

Rust

填充字符：

println!("{:*>10}", "Rust");

输出：

******Rust

6. 浮点数格式化

fn main() {
    let pi = 3.1415926;
    println!("Pi to 2 decimal places: {:.2}", pi);
}

输出：

Pi to 2 decimal places: 3.14

`Debug` 格式化输出

Rust 提供 {:?} 进行 Debug 格式输出，适用于调试。

fn main() {
    let tuple = (1, "Rust", 3.14);
    println!("{:?}", tuple);
}

输出：

(1, "Rust", 3.14)

对于复杂数据结构，可以使用 {:#?} 进行美化输出。

fn main() {
    let numbers = vec![1, 2, 3, 4, 5];
    println!("{:#?}", numbers);
}

输出：

`Display` vs `Debug`

如果一个结构体希望支持 println!，需要实现 Display 或 Debug。

`Debug` 仅适用于调试

#[derive(Debug)]
struct Person {
    name: String,
    age: u8,
}

fn main() {
    let p = Person { name: "Alice".to_string(), age: 30 };
    println!("{:?}", p); // 自动实现 `Debug`
}

`Display` 自定义格式

Display 需要手动实现：

use std::fmt;

struct Person {
    name: String,
    age: u8,
}

impl fmt::Display for Person {
    fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
        write!(f, "{} is {} years old", self.name, self.age)
    }
}

fn main() {
    let p = Person { name: "Alice".to_string(), age: 30 };
    println!("{}", p);
}

输出：