Rust全局變數詳解

一、全局變數用static定義

Rust中定義全局變數需要使用static關鍵字，這使得它們在內存中始終存在，而不是像局部變數那樣在作用域結束後會被銷毀。

下面是一個例子，它定義了一個全局變數message。

    
        static mut message: &str = "Hello, World!";
        // 這裡unsafe關鍵字是必需的，因為這個變數可能被不同的線程同時訪問

        fn main() {
            println!("{}", unsafe { message });
            unsafe {
                message = "Goodbye, World!";
            }
            println!("{}", unsafe { message });
        }
    

需要注意的是，由於全局變數的生命周期是整個程序的運行時間，所以我們需要確保對它的訪問是線程安全的。上面的例子使用了unsafe關鍵字來表明這一點，並且需要注意該變數的值是可變的(&mut)，因此可以在程序中改變它的值。

二、Rust全局變數的作用域

在Rust中，一個模塊中定義的全局變數只能在該模塊中使用。我們可以使用pub關鍵字將其公開（也就是說，其它模塊可以使用這個變數）。

下面是一個例子：

    
        mod my_module {
            pub static message: &str = "Hello, World!";
        }

        fn main() {
            println!("{}", my_module::message);
        }
    

在這個例子中，我們在一個名為my_module的模塊中定義了一個全局變數message，並將其公開。這使得我們可以通過my_module::message來訪問它。

三、Rust全局變數的初始化

Rust要求全局變數的初始值必須是編譯時常量。編譯時常量是指在編譯過程中已知的、不能改變的值，例如一個整數或一個字元串字面量。這意味著我們不能像在C或C++中那樣，在程序運行時從用戶輸入或文件中讀取初始值。

以下是一個有效的例子：

    
        const PI: f64 = 3.14159;

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

然而，以下代碼將不會編譯：

    
        static mut message: &str = String::from("Hello, World!");

        fn main() {
            println!("{}", unsafe { message });
        }
    

這是因為String::from(“Hello, World!”)不是一個編譯時常量，所以不能用作全局變數的初始值。

四、全局變數的命名規範

與局部變數一樣，在Rust中，全局變數的命名應該使用snake_case風格。此外，在Rust中，全局變數的名字通常使用大寫字母、下劃線和數字構成，如SECONDS_PER_MINUTE。

下面是一個例子：

    
        static mut MAX_THREADS: u32 = 10;

        fn main() {
            unsafe {
                println!("{}", MAX_THREADS);
            }
        }
    

五、全局變數的生命周期

全局變數在整個程序運行期間都是有效的，因此在訪問全局變數時需要注意生命周期問題。如果一個全局變數是可變的，則需要使用unsafe代碼塊來訪問它。

下面是一個例子：

    
        static mut message: &str = "Hello, World!";

        fn main() {
            // 全局變數的生命周期與程序相同，需要使用unsafe關鍵字來標記該變數是不安全的
            unsafe {
                println!("{}", message);
                message = "Goodbye, World!";
                println!("{}", message);
            }
        }
    

需要注意的是，Rust中的全局變數並不像在C或C++中那樣常見，因為Rust更傾向於使用模塊級別的數據。