如何在数值类型之间安全地、习惯地进行转换？

Question

如何在数值类型之间安全地、习惯地进行转换？

castingrustnumbers

173

注：此问题来自 Rust 1.0 之前的版本，并引用了一些在 Rust 1.0 中不存在的项目。答案仍包含有价值的信息。

什么是将（例如）usize 转换为 u32 的惯用方式？

例如，使用“4294967295us as u32”进行强制转换可以工作，Rust 0.12参考文档中关于类型转换的内容如下：

数字值可以转换为任何数字类型。原始指针值可以转换为任何整数类型或原始指针类型。任何其他转换都不受支持并将无法编译。

但是，“4294967296us as u32”将会悄悄地溢出并给出0的结果。

我发现了ToPrimitive和FromPrimitive，它们提供了很好的函数，比如to_u32() -> Option<u32>，但是它们被标记为不稳定的：

#[unstable(feature = "core", reason = "trait is likely to be removed")]

转换数字（和指针）类型的惯用（且安全）方法是什么？

平台相关的 isize / usize 大小是我提出这个问题的原因之一 - 最初的场景是我想将 u32 转换为 usize，以便在 Vec<u32> 中表示树（例如，let t = Vec![0u32, 0u32, 1u32]，然后获取节点2的祖父节点将是 t[t[2us] as usize]），并且我想知道如果 usize 小于32位会发生什么错误。

- Caspar

3

使用 isize / usize 时要小心 - 它们可以表示的数字范围取决于平台你正在编译的！你的示例可能更好地使用 u64 表达。 - Shepmaster

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Shepmaster · Accepted Answer

转换数值

从一个完全适合另一个类型的类型中转换

在这里没有问题。使用From特性明确表示没有发生任何损失：

fn example(v: i8) -> i32 {
    i32::from(v) // or v.into()
}

你可以选择使用as，但是建议在不需要时避免使用它（见下文）：

fn example(v: i8) -> i32 {
    v as i32
}

当一个类型无法完全适应另一个类型

并没有一种通用的方法 - 您正在询问如何将两个物体放入一个原本只能容纳一个的空间中。一个很好的初始尝试是使用 Option — 当值适合时使用 Some ，否则使用 None。然后，根据您的需求，可以使程序失败或替换为默认值。

自Rust 1.34以来，您可以使用TryFrom：

use std::convert::TryFrom;

fn example(v: i32) -> Option<i8> {
    i8::try_from(v).ok()
}

在那之前，你得自己编写类似的代码：

fn example(v: i32) -> Option<i8> {
    if v > std::i8::MAX as i32 {
        None
    } else {
        Some(v as i8)
    }
}

可能完全适配另一个类型的范围

isize/usize 可以表示的数字范围基于编译平台而有所不同。无论当前使用的平台是什么，您都需要使用 TryFrom。

另请参阅：

关于 `as` 的作用

但是，4294967296us as u32 会静默溢出，并得到结果为 0

当转换成较小类型时，as 只取数字的低位，忽略高位（包括符号）：

fn main() {
    let a: u16 = 0x1234;
    let b: u8 = a as u8;
    println!("0x{:04x}, 0x{:02x}", a, b); // 0x1234, 0x34

    let a: i16 = -257;
    let b: u8 = a as u8;
    println!("0x{:02x}, 0x{:02x}", a, b); // 0xfeff, 0xff
}

另见：

Rust 中 From::from 和 as 的区别是什么？

关于 `ToPrimitive` / `FromPrimitive`

RFC 369，Num Reform，指出：

理想情况下[...]应该删除 ToPrimitive [...] ，并采用一种更有原则的方式来处理 C 类型的枚举

与此同时，这些 trait 存在于 num crate中：

如何在数值类型之间安全地、习惯地进行转换？

转换数值

从一个完全适合另一个类型的类型中转换

当一个类型无法完全适应另一个类型

可能完全适配另一个类型的范围

关于 as 的作用

关于 ToPrimitive / FromPrimitive

关于 `as` 的作用

关于 `ToPrimitive` / `FromPrimitive`