第3篇：数据的运算——让数据动起来 Rust中文编程
第3篇：数据的运算——让数据动起来
作者：李金雨
联系方式：wbtm2718@qq.com
目标读者：Rust中文编程
核心理念：AI时代必须使用中文编程，母语编程阅读效率极高
1. 开篇引入
本课目标
- 掌握Rust的基本算术运算符
- 掌握Rust的比较运算符
- 掌握Rust的逻辑运算符
- 掌握Rust的赋值运算符
- 理解运算优先级
生活场景引入
想象一下，你有一些数字卡片，你可以对它们进行各种操作：
- 把两张卡片上的数字加起来
- 比较两张卡片上数字的大小
- 根据卡片上的数字做出判断
在编程中，我们也可以对数据进行各种运算，让数据动起来。
预期成果展示
通过这节课的学习，你将能够：
- 使用算术运算符进行加减乘除
- 使用比较运算符比较数据大小
- 使用逻辑运算符进行条件判断
- 使用赋值运算符简化代码
- 理解运算的优先级
2. 概念讲解
算术运算符
算术运算符就像我们在数学中学习的加减乘除，用来对数字进行运算。
| 运算符 | 功能 | 示例 | 结果 |
|---|---|---|---|
+ | 加法 | 1 + 2 | 3 |
- | 减法 | 5 - 3 | 2 |
* | 乘法 | 2 * 3 | 6 |
/ | 除法 | 6 / 2 | 3 |
% | 取余 | 7 % 3 | 1 |
fnmain(){let加法=1+2;let减法=5-3;let乘法=2*3;let除法=6/2;let取余=7%3;println!("1 + 2 = {}",加法);println!("5 - 3 = {}",减法);println!("2 * 3 = {}",乘法);println!("6 / 2 = {}",除法);println!("7 % 3 = {}",取余);}比较运算符
比较运算符用来比较两个值的大小或是否相等。
| 运算符 | 功能 | 示例 | 结果 |
|---|---|---|---|
== | 等于 | 2 == 2 | true |
!= | 不等于 | 2 != 3 | true |
> | 大于 | 3 > 2 | true |
< | 小于 | 2 < 3 | true |
>= | 大于等于 | 3 >= 3 | true |
<= | 小于等于 | 2 <= 3 | true |
fnmain(){let等于=2==2;let不等于=2!=3;let大于=3>2;let小于=2<3;let大于等于=3>=3;let小于等于=2<=3;println!("2 == 2 = {}",等于);println!("2 != 3 = {}",不等于);println!("3 > 2 = {}",大于);println!("2 < 3 = {}",小于);println!("3 >= 3 = {}",大于等于);println!("2 <= 3 = {}",小于等于);}逻辑运算符
逻辑运算符用来组合多个条件，进行逻辑判断。
| 运算符 | 功能 | 示例 | 结果 |
|---|---|---|---|
&& | 与（两个条件都为真） | true && false | false |
| ` | ` | 或（至少一个条件为真） | |
! | 非（取反） | !true | false |
fnmain(){let与运算=true&&false;let或运算=true||false;let非运算=!true;println!("true && false = {}",与运算);println!("true || false = {}",或运算);println!("!true = {}",非运算);}赋值运算符
赋值运算符用来给变量赋值，或者在原有的值基础上进行运算后再赋值。
| 运算符 | 功能 | 示例 | 等价于 |
|---|---|---|---|
= | 赋值 | a = 5 | a = 5 |
+= | 加后赋值 | a += 3 | a = a + 3 |
-= | 减后赋值 | a -= 3 | a = a - 3 |
*= | 乘后赋值 | a *= 3 | a = a * 3 |
/= | 除后赋值 | a /= 3 | a = a / 3 |
fnmain(){letmuta=5;println!("初始值：{}",a);// 加后赋值a+=3;println!("a += 3 后：{}",a);// 减后赋值a-=2;println!("a -= 2 后：{}",a);// 乘后赋值a*=2;println!("a *= 2 后：{}",a);// 除后赋值a/=3;println!("a /= 3 后：{}",a);}字符串运算
字符串也可以进行运算，主要是拼接操作。
fnmain(){let问候语="你好";let姓名="张三";let完整问候=问候语.to_string()+"，"+&姓名+"！";println!("{}",完整问候);// 输出：你好，张三！// 也可以使用format!宏let完整问候2=format!("{}，{}！",问候语,姓名);println!("{}",完整问候2);// 输出：你好，张三！}运算优先级
运算优先级决定了运算的执行顺序，就像数学中的先乘除后加减。
优先级从高到低：
- 括号
() - 取负
- - 乘法、除法、取余
* / % - 加法、减法
+ - - 比较运算符
== != > < >= <= - 逻辑非
! - 逻辑与
&& - 逻辑或
|| - 赋值运算符
= += -= *= /=
fnmain(){// 先计算乘法，再计算加法let结果1=2+3*4;// 等于 2 + 12 = 14println!("2 + 3 * 4 = {}",结果1);// 使用括号改变优先级let结果2=(2+3)*4;// 等于 5 * 4 = 20println!("(2 + 3) * 4 = {}",结果2);}3. 动手实践
基础练习（必做）
简易计算器：创建一个程序，进行加减乘除运算：
fnmain(){leta=10;letb=5;println!("{} + {} = {}",a,b,a+b);println!("{} - {} = {}",a,b,a-b);println!("{} * {} = {}",a,b,a*b);println!("{} / {} = {}",a,b,a/b);}购物小票生成器：创建一个程序，计算购物总价：
fnmain(){let苹果价格=5.5;let苹果数量=2;let香蕉价格=3.0;let香蕉数量=3;let苹果总价=苹果价格*苹果数量asf64;let香蕉总价=香蕉价格*香蕉数量asf64;let总计=苹果总价+香蕉总价;println!("购物小票：");println!("苹果：{}元 × {}个 = {}元",苹果价格,苹果数量,苹果总价);println!("香蕉：{}元 × {}个 = {}元",香蕉价格,香蕉数量,香蕉总价);println!("总计：{}元",总计);}成绩统计分析：创建一个程序，计算成绩的总分、平均分、最高分：
fnmain(){let语文=95;let数学=98;let英语=92;let总分=语文+数学+英语;let平均分=总分asf64/3.0;let最高分=if语文>数学{if语文>英语{语文}else{英语}}else{if数学>英语{数学}else{英语}};println!("成绩统计：");println!("语文：{}分",语文);println!("数学：{}分",数学);println!("英语：{}分",英语);println!("总分：{}分",总分);println!("平均分：{}分",平均分);println!("最高分：{}分",最高分);}
进阶练习（选做）
温度转换：创建一个程序，实现摄氏度和华氏度的相互转换：
fnmain(){let摄氏度=25.0;let华氏度=摄氏度*9.0/5.0+32.0;println!("{}摄氏度 = {}华氏度",摄氏度,华氏度);let华氏度2=77.0;let摄氏度2=(华氏度2-32.0)*5.0/9.0;println!("{}华氏度 = {}摄氏度",华氏度2,摄氏度2);}BMI指数计算器：创建一个程序，计算BMI指数并判断体重状态：
fnmain(){let身高=1.75;// 单位：米let体重=50.5;// 单位：公斤letbmi=体重/(身高*身高);println!("身高：{}米",身高);println!("体重：{}公斤",体重);println!("BMI指数：{}",bmi);ifbmi<18.5{println!("体重偏轻");}elseifbmi<24.0{println!("体重正常");}elseifbmi<28.0{println!("超重");}else{println!("肥胖");}}
挑战练习（拓展）
- 复合条件判断：创建一个程序，使用逻辑运算符进行复合条件判断：
fnmain(){let年龄=15;let成绩=85;// 判断是否可以参加比赛let可以参加=年龄>=12&&年龄<=18&&成绩>=80;println!("是否可以参加比赛：{}",可以参加);// 判断是否需要补考let需要补考=成绩<60||成绩>=60&&成绩<70;println!("是否需要补考：{}",需要补考);}
4. 知识总结
核心概念回顾
- 算术运算符：
+、-、*、/、%，用于数学运算 - 比较运算符：
==、!=、>、<、>=、<=，用于比较大小 - 逻辑运算符：
&&、||、!，用于逻辑判断 - 赋值运算符：
=、+=、-=、*=、/=，用于赋值操作 - 字符串运算：使用
+或format!宏进行字符串拼接 - 运算优先级：决定运算的执行顺序，括号可以改变优先级
关键代码速查
| 运算符类型 | 运算符 | 示例 |
|---|---|---|
| 算术 | + | a + b |
| 算术 | - | a - b |
| 算术 | * | a * b |
| 算术 | / | a / b |
| 算术 | % | a % b |
| 比较 | == | a == b |
| 比较 | != | a != b |
| 比较 | > | a > b |
| 比较 | < | a < b |
| 逻辑 | && | a && b |
| 逻辑 | ` | |
| 逻辑 | ! | !a |
| 赋值 | = | a = b |
| 赋值 | += | a += b |
常见错误提醒
- 整数除法：两个整数相除会截断小数部分，结果还是整数
- 运算符优先级：忘记使用括号导致运算顺序错误
- 类型不匹配：不同类型的数据不能直接进行运算
- 字符串拼接：需要注意
+运算符的使用规则
5. 课后作业
巩固练习题
- 编写一个程序，计算圆的面积和周长（半径由用户输入）
- 编写一个程序，判断一个数是否是偶数
- 编写一个程序，计算两个数的最大公约数
创意编程题
- 发挥你的创意，创建一个程序，计算你一周的零花钱使用情况
- 编写一个程序，模拟一个简单的计算器，支持加减乘除和括号
下篇预习提示
下一篇我们将学习"如果…那么——让程序做选择"，就像学习如何让程序根据不同的情况做出不同的决策。预习一下：
- 什么是条件判断语句？
- 如何使用if语句？
- 如何使用else和else if语句？
- 什么是match表达式？
恭喜你完成了第三篇教程！你已经掌握了Rust的基本运算符，学会了如何让数据动起来。继续加油，下一篇我们将学习如何让程序做选择！
学习交流
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祝你学习愉快！