我可以在匹配中使用 '<' 和 '>' 吗？

Question

我正在尝试做一个简单的二次函数，通过枚举返回根数及其值：

enum QuadraticResult {
    None,
    OneRoot(f32),
    TwoRoots(f32, f32),
}

fn solveQuadratic(a: f32, b: f32, c: f32) -> QuadraticResult {
    let delta = b * b - 4.0 * a * c;
    match delta {
        < 0 => return QuadraticResult::None,
        > 0 => return QuadraticResult::TwoRoots(0.0, 1.0),
        _ => return QuadraticResult::OneRoot(0.0),
    }
}

这段代码无法编译，因为它报错了 '<' 和 '>'。是否有一种使用 match 实现的方法，或者我需要使用 if 语句？

- dawid

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惯用的 Rust 使用 snake_case 作为标识符。不要使用 solveQuadratic，而是使用 solve_quadratic。 - Shepmaster

@Shepmaster 很好的观点。幸运的是，在我编译成功后，Visual Studio Code 的 rls 插件也为我标记了这个问题。 :) - dawid

我猜你最终会用计算出的值替换 0.0 和 1.0。注意不要假设当返回 QuadraticResult::TwoRoots(x, y) 时，x != y。即使 d 大于 0，-b + d.sqrt() 和 -b - d.sqrt() 仍然可能相同。这里有一个简单的例子，但它也可能发生在有限的根上。你可能想要返回 Option<(x1, x2)> 并让调用者决定 x1 和 x2 是否“足够接近”以被视为单个根。 - trent

Answer 1

你可以使用匹配守卫，但这似乎比普通的if语句更冗长：

return match delta {
    d if d < 0 => QuadraticResult::None,
    d if d > 0 => QuadraticResult::TwoRoots(0.0, 1.0),
    _   => QuadraticResult::OneRoot(0.0),
}

- Jacob Krall

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我想补充一下，在这种情况下，我肯定更喜欢“匹配”而不是“if/else”语句，因为在我看来，代码看起来更整洁和可读。 - dawid

另外想到一件事。在“if/else”和“match”之间是否存在明显的性能差异？ - dawid

即使您在性能上有任何差异，也不能保证它会在下一个版本中保持不变。如果没有被迫这样做，您不应该在这个层面上过于关注性能。首要的是可读性，优化是编译器的工作。您可以在此处检查match和if的汇编代码。 - S.R

Answer 2

如果你想处理某个值大于、等于或小于另一个值的三种情况，可以使用Ordering进行匹配，其中Ordering可以通过调用cmp（来自Ord trait）或partial_cmp（来自PartialOrd trait）获得。

fn solve_quadratic(a: f32, b: f32, c: f32) -> QuadraticResult {
    let delta = b * b - 4.0 * a * c;
    match delta.partial_cmp(&0.0).expect("I don't like NaNs") {
        Ordering::Less => QuadraticResult::None,
        Ordering::Greater => QuadraticResult::TwoRoots(0.0, 1.0),
        Ordering::Equal => QuadraticResult::OneRoot(0.0),
    }
}

- Francis Gagné

Answer 3

你可以这样做，但是在执行时你需要创建一个变量绑定，并将其转换为实际表达式：

match delta {
    d if d < 0.0 => QuadraticResult::None,
    d if d > 0.0 => QuadraticResult::TwoRoots(0.0, 1.0),
    _ => QuadraticResult::OneRoot(0.0),
}

我不确定这种方法是否比将其拆分为一个if语句好。

- Simon Whitehead

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谢谢你，Simon。我必须接受Jacob的答案，因为他先回答了 :) - dawid

哦，一点问题也没有。我没有看到雅各布的答案...哈哈，它们几乎完全相同！我可能也应该删除我的回答。 - Simon Whitehead

Answer 4

警告：自rustc 1.67.0 (fc594f156 2023-01-24)起，此方法仍然有效，但将在未来的版本中停止支持浮点字面量。

您可以使用范围模式，这在匹配表达式中得到支持。这需要开启exclusive_range_pattern功能。

#![feature(exclusive_range_pattern)]
fn solveQuadratic(a: f32, b: f32, c: f32) -> QuadraticResult {
    let delta = b * b - 4.0 * a * c;
    match delta {
        std::f32::MIN..0.0 => return QuadraticResult::None,
        0.0 => return QuadraticResult::OneRoot(0.0),
        _ => return QuadraticResult::TwoRoots(0.0, 1.0),
    }
}

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