面试题：Rust中常函数与常量表达式结合使用的基础场景

Question

请举例说明在Rust中，如何定义一个常函数，并将其应用在常量表达式中，以实现计算圆的面积（假设圆的半径作为常量输入）。请写出完整的代码，并解释代码的工作原理。

Answer 1

const PI: f64 = 3.141592653589793;

// 定义常函数
const fn circle_area(radius: f64) -> f64 {
    PI * radius * radius
}

fn main() {
    // 将常函数应用在常量表达式中
    const RADIUS: f64 = 5.0;
    const AREA: f64 = circle_area(RADIUS);
    println!("半径为 {} 的圆的面积是: {}", RADIUS, AREA);
}

代码工作原理解释：

1. 定义PI常量：

   const PI: f64 = 3.141592653589793;
   

   定义了一个名为PI的常量，类型为f64（64位浮点数），其值为圆周率的近似值。
2. 定义常函数circle_area：

   const fn circle_area(radius: f64) -> f64 {
       PI * radius * radius
   }
   

   使用const fn定义了一个常函数circle_area，该函数接受一个f64类型的参数radius（圆的半径），返回值也是f64类型，即圆的面积。函数体中通过PI * radius * radius计算圆的面积。
3. 在main函数中使用常函数：

   fn main() {
       const RADIUS: f64 = 5.0;
       const AREA: f64 = circle_area(RADIUS);
       println!("半径为 {} 的圆的面积是: {}", RADIUS, AREA);
   }
   

   在main函数中，首先定义了一个常量RADIUS表示圆的半径为5.0。然后通过circle_area(RADIUS)调用常函数来计算圆的面积，并将结果赋值给常量AREA。最后使用println!宏输出半径和对应的圆面积。由于circle_area是常函数，在编译时就会计算出结果，所以AREA的值在编译期就确定了。