Rust标量、复合类型与自定义类型、第三方并发结构

以下是 Rust 中标量类型、对象类型（含结构体、复合类型、堆分配类型）以及常用第三方并发数据结构的完整分类、示例和区别对比，帮助你系统掌握它们的本质异同：

🟢 一、标量类型（Scalar Types，存储于栈上）

标量是最基本的值类型，固定大小，存储在栈上，实现 Copy，性能极高。

🔹 特性总结：

🔵 无符号整数（以 u 开头）

✅ 特点：

🔶 isize 和 usize 的特殊性

✅ 示例代码：

fn main() {
    let a: i8 = -128;
    let b: u8 = 255;
    let c: i128 = 123456789012345678901234567890;
    let len: usize = 100;  // 通常用于索引数组
    let offset: isize = -5; // 通常用于指针偏移
}

如需更深入：我可以展示它们在内存中如何编码（二进制补码）、相互转换规则、以及实际性能差异等。如果你做的是 MEV/区块链相关项目，通常 u64, u128, usize 是常用的。需要我给出实际场景对比吗？

• 所有标量类型都实现了 Copy，默认按值传递；

• 不涉及堆内存，无需手动释放；

• 适用于轻量逻辑、数学运算。

• 这是 Rust 中的整数类型（标量类型）的一部分，它们的名字代表了它们的位数（bit 数）和符号性（有符号或无符号）：

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  🟢 一、整数类型命名规则说明

  类型名	意义说明
  i	有符号整数（signed）
  u	无符号整数（unsigned）
  8/16/32/64/128	占用的位数（bit）——8 位到 128 位
  isize/usize	与平台位宽一致（32 位系统就是 32 位）

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  🟡 有符号整数（以 i 开头）

  类型	位宽	数值范围
  i8	8	-128 到 127
  i16	16	-32,768 到 32,767
  i32	32	-2,147,483,648 到 2,147,483,647
  i64	64	极大范围（用于大数运算）
  i128	128	更大范围（例如加密算法中使用）
  isize	平台相关	通常是 i32（32位）或 i64（64位）

  ✅ 特点：

• 支持负数；

• 二进制补码表示；

• 默认整型字面量如 let x = -1; 推导为 i32。

• 只能表示正整数；

• 更节省空间（没有负号位）；

• 常用于索引、地址、长度等不能为负的场景。

• 它们与平台架构有关：

  • 32 位系统：isize == i32，usize == u32

  • 64 位系统：isize == i64，usize == u64

• 常用于内存相关操作（如数组索引、指针运算）；

• usize 是索引数组/切片的标准类型。

🟡 二、复合类型与自定义类型（Struct、Enum、元组等，栈上或堆上混合）

这些类型通常在栈上保存其自身结构，但若包含如 String、Vec 等堆分配成员，则这些成员的实际数据存储在堆上，仅其指针或元数据位于栈上。

✅ 正确认解：

🟡 复合类型与自定义类型（Struct、Enum、元组等）可以存储在栈上，也可以部分或全部在堆上，具体取决于其字段成员是否包含堆分配的类型（如 String、Vec、Box 等）。

🔍 举例说明：

✅ 全部在栈上（不包含堆分配类型）：

struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
}

let p = Point { x: 1, y: 2 }; // 所有数据都在栈上

✅ 部分在堆上（包含堆分配字段）：

struct User {
    name: String, // name 是堆分配的，变量 `name` 是个指针在栈上
    age: u32,
}

let u = User {
    name: String::from("Alice"), // name 的数据在堆上
    age: 30,
};

🟡 User 整体在栈上，但 name 字段指向堆上数据，即“栈中字段为指向堆的地址”。

2.1 ✅ 结构体 Struct

struct User {
    name: String,
    age: u32,
}

• 自定义字段类型；

• 可实现方法和 trait；

• 支持所有权语义、构造、匹配等。

2.2 ✅ 元组（Tuple）

let t: (i32, f64, bool) = (1, 2.0, true);

• 支持混合类型组合；

• 若内部元素都是 Copy，整个元组可 Copy。

2.3 ✅ 数组（Array）与切片（Slice）

let arr: [i32; 3] = [1, 2, 3];
let slice: &[i32] = &arr[1..];

• 数组固定长度，栈上存储；

• 切片为引用类型，动态大小（DST 类型）。

2.4 ✅ 字符串类型

let s: String = String::from("hello");
let s_ref: &str = "hello";

• String: 堆分配，可变；

• &str: 字符串切片，通常是静态数据。

2.5 ✅ Vec

let v = vec![1, 2, 3];

• 堆分配的动态数组；

• 支持 push/pop；

• 不可 Copy，可 Clone。

2.6 ✅ HashMap<K, V>

use std::collections::HashMap;
let mut map = HashMap::new();
map.insert("key", 42);

• 基于哈希的键值对集合；

• 可变、堆上存储；

• 单线程版本。

2.7 ✅ 枚举类型（Enum）

enum Status {
    Success,
    Error(String),
}

• 有限状态封装；

• 多用于 Result, Option；

• 有时也用于表达状态机。

2.8 ✅ 智能指针：Box、Rc、Arc

let b = Box::new(5); // 堆分配单个值
let rc = Rc::new(vec![1,2]); // 引用计数，单线程
let arc = Arc::new("safe"); // 原子引用计数，多线程

• 实现堆分配、共享、引用计数；

• 非 Copy，拥有所有权逻辑。

🔵 三、常见第三方并发对象类型

这些是非标库中提供的“线程安全复合对象”，广泛用于高并发项目：

3.1 ✅ DashMap

use dashmap::DashMap;
let map = DashMap::new();
map.insert("addr", 100);

• 并发 HashMap，内部分段锁；

• 多线程读写无阻塞；

• 替代 Mutex<HashMap>。

3.2 ✅ Tokio::RwLock / Mutex

use tokio::sync::RwLock;
let data = RwLock::new(42);

• async 版本读写锁；

• 适合异步场景共享数据。

3.3 ✅ crossbeam::channel / deque / queue

use crossbeam::channel::unbounded;
let (s, r) = unbounded();

• 高性能无锁消息传递；

• 多线程任务协调。

3.4 ✅ parking_lot::Mutex / RwLock

use parking_lot::Mutex;
let m = Mutex::new(0);

• 更轻量的同步原语；

• 替代标准库的同步结构。

🔴 四、差异对比总结表

✅ 总结记忆法：