面试题：Rust 中如何根据场景选择合适的无符号整数类型

Question

在Rust中，无符号整数类型有u8、u16、u32、u64、u128和usize。请描述在以下场景中应选择哪种无符号整数类型并说明原因：1. 表示一个字节的像素值；2. 记录一个游戏中的玩家得分，得分范围预计在0到65535之间；3. 用于计算一个大型数组的索引，该数组可能非常大，超过32位能表示的范围。

Answer 1

1. 表示一个字节的像素值：
   • 应选择u8。
   • 原因：一个字节由8位组成，u8是无符号8位整数类型，正好可以表示0到255的范围，通常像素值在这个范围内，所以u8是最适合表示一个字节像素值的类型。
2. 记录一个游戏中的玩家得分，得分范围预计在0到65535之间：
   • 应选择u16。
   • 原因：u16是无符号16位整数类型，其取值范围是0到65535，能满足得分范围的要求，相比更大的类型如u32等，u16占用空间更小，在内存使用上更高效。
3. 用于计算一个大型数组的索引，该数组可能非常大，超过32位能表示的范围：
   • 应选择usize。
   • 原因：usize的大小取决于目标机器的架构（在32位系统上是32位，在64位系统上是64位），它用于表示内存地址和集合的长度等，能适应不同架构下大型数组索引的需求，并且在不同架构下都能保证足够大的表示范围，而u32在32位系统下最大只能表示约42亿，可能无法满足大型数组索引的要求。