常量与静态变量

> 学习 const 与 static 的区别，理解编译期常量与全局静态变量的使用场景。

常量

const 关键字

概念名称： const 用于声明编译期常量。

语法结构：
┌──────────────────────────────────────┐
│  const 常量名: 类型 = 值;              │
│    ↑     ↑      ↑    ↑               │
│   关键字 名字  必须标注 常量表达式      │
│                                       │
│  const MAX: u32 = 100;  → 正确        │
│  const X = 100;         → ❌ 缺少类型 │
│  const S = String::new(); → ❌ 非常量 │
└──────────────────────────────────────┘

最简示例

const MAX_POINTS: u32 = 100_000;

fn main() {
    println!("最大分数：{}", MAX_POINTS);
}

▶ Run

详细示例

// 常量使用 const 声明
const MAX_POINTS: u32 = 100_000;

// 常量必须标注类型
const PI: f64 = 3.14159;

// 常量可以在全局作用域
const APP_NAME: &str = "MyApp";

fn main() {
    println!("MAX_POINTS = {}", MAX_POINTS);
    println!("PI = {}", PI);
    println!("APP_NAME = {}", APP_NAME);
}

▶ Run

关键代码说明：

代码	含义	为什么这样写
const MAX_POINTS: u32	常量声明	编译期确定，存储在二进制中
100_000	常量表达式	必须是编译期可计算的值
const APP_NAME: &str	全局常量	可在任何作用域访问

const vs let

特性	let	const
可变性	可用 mut	永远不可变
类型标注	可推断	必须标注
作用域	块级作用域	全局作用域
初始化	可以是运行时	必须是常量表达式
内存位置	栈/堆	通常存储在二进制中

// ❌ 错误：const 必须是常量表达式
// const WRONG: String = String::new();

// ✅ 正确
const RIGHT: &str = "hello";

▶ Run

静态变量

static 关键字

概念名称： static 用于声明静态变量（固定内存地址）。

语法结构：
┌──────────────────────────────────────┐
│  static 变量名: 类型 = 值;             │
│    ↑      ↑      ↑    ↑              │
│   关键字  名字  必须标注  常量表达式    │
│                                       │
│  static NAME: &str = "Rust";  → 不可变│
│  static mut COUNTER: u32 = 0; → 可变  │
│              ↑                        │
│              需要 unsafe 访问          │
└──────────────────────────────────────┘

最简示例

static LANGUAGE: &str = "Rust";

fn main() {
    println!("语言：{}", LANGUAGE);
}

▶ Run

详细示例

// 静态变量使用 static 声明
static LANGUAGE: &str = "Rust";

// 可变静态变量（需要 unsafe）
static mut COUNTER: u32 = 0;

fn main() {
    println!("LANGUAGE = {}", LANGUAGE);

    // 访问可变静态变量需要 unsafe
    unsafe {
        COUNTER += 1;
        println!("COUNTER = {}", COUNTER);
    }
}

▶ Run

关键代码说明：

代码	含义	为什么这样写
static LANGUAGE	静态变量	有固定内存地址，全局唯一
static mut COUNTER	可变静态变量	需要 unsafe，因为多线程访问不安全
unsafe { }	unsafe 块	告诉编译器"我知道风险"

static vs const

// const：每次使用都内联
const MAX: u32 = 100;

// static：有固定内存地址
static MIN: u32 = 0;

fn main() {
    // const 每次使用都是新值
    let a = MAX;
    let b = MAX;

    // static 有固定地址
    let ptr = &MIN as *const u32;
    println!("static 地址：{:p}", ptr);
}

▶ Run

小结

• const 是编译期常量，必须标注类型，命名用 SCREAMING_SNAKE_CASE
• static 是静态变量，在整个程序生命周期内存在
• 优先使用 const；static mut 需要 unsafe 块
• 常量可以在任意作用域声明，全局可见

练习题

详见：练习题