Rust 編程小技巧(4)?
使用 std::fs 模塊
Rust 的 std::fs 模塊提供了許多方便的函數(shù)，可以用于讀寫文件和目錄。使用 std::fs 可以避免使用不安全的 C 函數(shù)，提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。
use std::fs::File;
use std::io::prelude::*;
fn main() -> std::io::Result<()> {
? ? let mut file = File::create("output.txt")?;
? ? file.write_all(b"Hello, world!")?;
? ? Ok(())
}使用 lazy_static 宏
lazy_static 宏可以用于定義全局靜態(tài)變量，該變量的值只會(huì)在首次使用時(shí)計(jì)算。這可以避免不必要的計(jì)算和內(nèi)存分配。
#[macro_use]
extern crate lazy_static;
use std::collections::HashMap;
lazy_static! {
? ? static ref CONFIG: HashMap<String, String> = {
? ? ? ? let mut map = HashMap::new();
? ? ? ? map.insert(String::from("name"), String::from("Alice"));
? ? ? ? map.insert(String::from("age"), String::from("30"));
? ? ? ? map
? ? };
}
fn main() {
? ? println!("{:?}", CONFIG);
}使用 Rc 和 RefCell
Rc 和 RefCell 可以用于實(shí)現(xiàn)共享可變狀態(tài)。Rc 允許多個(gè)所有者共享同一個(gè)值，而 RefCell 允許在運(yùn)行時(shí)檢查借用規(guī)則，從而允許在不可變引用的情況下修改值。
use std::cell::RefCell;
use std::rc::Rc;
#[derive(Debug)]
struct Person {
? ? name: String,
? ? age: Rc<RefCell<u32>>,
}
impl Person {
? ? fn new(name: String, age: u32) -> Self {
? ? ? ? Self {
? ? ? ? ? ? name,
? ? ? ? ? ? age: Rc::new(RefCell::new(age)),
? ? ? ? }
? ? }
? ? fn happy_birthday(&self) {
? ? ? ? let mut age = self.age.borrow_mut();
? ? ? ? *age += 1;
? ? }
}
fn main() {
? ? let alice = Person::new(String::from("Alice"), 30);
? ? alice.happy_birthday();
? ? println!("{:?}", alice);
}使用 Arc 和 Mutex
Arc 和 Mutex 可以用于實(shí)現(xiàn)多線程共享狀態(tài)。Arc 允許多個(gè)線程共享同一個(gè)值，而 Mutex允許在運(yùn)行時(shí)檢查數(shù)據(jù)競爭，從而允許多個(gè)線程訪問共享狀態(tài)的互斥性修改。
use std::sync::{Arc, Mutex};
use std::thread;
fn main() {
? ? let counter = Arc::new(Mutex::new(0));
? ? let mut handles = vec![];
? ? for _ in 0..10 {
? ? ? ? let counter = Arc::clone(&counter);
? ? ? ? let handle = thread::spawn(move || {
? ? ? ? ? ? let mut num = counter.lock().unwrap();
? ? ? ? ? ? *num += 1;
? ? ? ? });
? ? ? ? handles.push(handle);
? ? }
? ? for handle in handles {
? ? ? ? handle.join().unwrap();
? ? }
? ? println!("Result: {}", *counter.lock().unwrap());
}避免使用 unwrap()
unwrap() 是一個(gè)方便的函數(shù)，可以在程序出錯(cuò)時(shí)快速失敗，但是過多使用 unwrap() 會(huì)導(dǎo)致代碼不安全和不穩(wěn)定。
fn main() {
? ? let number = "42".parse::<i32>().unwrap_or(0);
? ? println!("Number: {}", number);
}避免不必要的復(fù)制
在 Rust 中，復(fù)制大型結(jié)構(gòu)體或向量是昂貴的操作?？梢允褂靡没蛑羔榿肀苊獠槐匾膹?fù)制。
struct Person {
? ? name: String,
? ? age: u32,
}
fn print_person(person: &Person) {
? ? println!("{} is {} years old", person.name, person.age);
}避免不必要的內(nèi)存分配
在 Rust 中，動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配是昂貴的操作，可以使用棧上分配或重用已經(jīng)分配好的內(nèi)存來避免不必要的分配。
fn concat_strings(str1: &str, str2: &str) -> String {
? ? let mut result = String::with_capacity(str1.len() + str2.len());
? ? result.push_str(str1);
? ? result.push_str(str2);
? ? result
}編寫測試和基準(zhǔn)測試
編寫測試和基準(zhǔn)測試可以幫助程序員檢測和優(yōu)化程序性能問題。
#[cfg(test)]
mod tests {
? ? use super::*;
? ? #[test]
? ? fn test_sum_numbers() {
? ? ? ? let numbers = vec![1, 2, 3, 4, 5];
? ? ? ? assert_eq!(sum_numbers(&numbers), 15);
? ? }
? ? #[bench]
? ? fn bench_sum_numbers(b: &mut test::Bencher) {
? ? ? ? let numbers = vec![1, 2, 3, 4, 5];
? ? ? ? b.iter(|| sum_numbers(&numbers));
? ? }
}附：?Rc&RefCell
Rust 中的?Rc（引用計(jì)數(shù)）和?RefCell（可變內(nèi)部可借用性）是兩個(gè)常用的智能指針和內(nèi)部可變性機(jī)制，它們通常結(jié)合使用，用于在運(yùn)行時(shí)管理共享數(shù)據(jù)，并在需要時(shí)提供內(nèi)部可變性。
Rc?的全名是?std::rc::Rc<T>，它提供了引用計(jì)數(shù)的指針類型?Rc<T>，用于在多個(gè)位置共享數(shù)據(jù)。Rc<T>?允許多個(gè)引用指向同一數(shù)據(jù)，但不能提供可變引用。通過增加和減少引用計(jì)數(shù)，當(dāng)最后一個(gè)?Rc<T>?被丟棄時(shí)，共享數(shù)據(jù)會(huì)被自動(dòng)釋放。
Rc<T>?的常用方法包括：
-
clone：克隆一個(gè)?Rc<T>，增加引用計(jì)數(shù)。 -
strong_count：返回當(dāng)前?Rc<T>?的強(qiáng)引用計(jì)數(shù)。 -
weak_count：返回當(dāng)前?Rc<T>?的弱引用計(jì)數(shù)。 -
downgrade：將?Rc<T>?轉(zhuǎn)換成?Weak<T>，創(chuàng)建一個(gè)弱引用。
RefCell?的全名是?std::cell::RefCell<T>，它提供了在運(yùn)行時(shí)跟蹤借用規(guī)則的機(jī)制，允許在不可變引用的同時(shí)允許可變的內(nèi)部修改。?RefCell<T>?在編譯時(shí)不進(jìn)行借用檢查，而是在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行檢查。如果違反了借用規(guī)則（如多個(gè)可變引用同時(shí)存在），會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)的 panic。
RefCell<T>?的常用方法包括：
-
borrow：返回一個(gè)不可變引用?Ref<T>。 -
borrow_mut：返回一個(gè)可變引用?RefMut<T>。 -
try_borrow：返回一個(gè)?Result<Ref<T>, BorrowError>，表示嘗試獲取不可變引用是否成功。 -
try_borrow_mut：返回一個(gè)?Result<RefMut<T>, BorrowMutError>，表示嘗試獲取可變引用是否成功。
需要注意的是，RefCell<T>?只能用于非多線程環(huán)境。在多個(gè)線程中共享可變狀態(tài)時(shí)，應(yīng)使用?Mutex?或?RwLock?等線程安全的同步機(jī)制。
下面是一個(gè)示例代碼，演示了?Rc?和?RefCell?的用法：
use std::rc::Rc;
use std::cell::RefCell;
struct Data {
value: i32,
}
fn main() {
let data = Rc::new(RefCell::new(Data { value: 42 }));
// 克隆 Rc<T> 可以增加引用計(jì)數(shù)
let data1 = data.clone();
let data2 = data.clone();
{
// 使用 borrow_mut 獲取可變引用，并修改數(shù)據(jù)
let mut borrowed_data = data1.borrow_mut();
borrowed_data.value += 10;
}
{
// 使用 borrow 獲取不可變引用，并讀取數(shù)據(jù)
let borrowed_data = data2.borrow();
println!("Value: {}", borrowed_data.value);
}
}
這個(gè)示例中，使用?Rc<RefCell<Data>>?創(chuàng)建了一個(gè)共享可變的?Data?結(jié)構(gòu)體。然后克隆了?Rc?來創(chuàng)建多個(gè)引用，分別用于修改數(shù)據(jù)和讀取數(shù)據(jù)。通過?borrow_mut?獲取可變引用，并使用?borrow?獲取不可變引用，可以在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤借用規(guī)則，確保數(shù)據(jù)的安全共享和修改。
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Rust 編程小技巧摘選(2)_Hann Yang的博客-CSDN博客文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-628028.html
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