目錄

1、使用 Vector 儲(chǔ)存列表

1.1?新建 vector

1.2?更新 vector

1.3?讀取 vector 的元素

1.4?遍歷 vector 中的元素

1.5?使用枚舉來(lái)儲(chǔ)存多種類型

1.6?丟棄 vector 時(shí)也會(huì)丟棄其所有元素

2、使用字符串儲(chǔ)存 UTF-8 編碼的文本

2.1?什么是字符串？

2.2?新建字符串

2.3?更新字符串

2.3.1?使用 push_str 和 push 附加字符串

2.3.2?使用 + 運(yùn)算符或 format! 宏拼接字符串

2.3.3?索引字符串

2.3.4?字符串 slice

2.3.5?遍歷字符串的方法

2.3.6?字符串并不簡(jiǎn)單

Rust 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中包含一系列被稱為?集合（collections）的非常有用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。大部分其他數(shù)據(jù)類型都代表一個(gè)特定的值，不過(guò)集合可以包含多個(gè)值。不同于內(nèi)建的數(shù)組和元組類型，這些集合指向的數(shù)據(jù)是儲(chǔ)存在堆上的，這意味著數(shù)據(jù)的數(shù)量不必在編譯時(shí)就已知，并且還可以隨著程序的運(yùn)行增長(zhǎng)或縮小。每種集合都有著不同功能和成本，而根據(jù)當(dāng)前情況選擇合適的集合，以下三種是在 Rust 程序中被廣泛使用的集合;

• vector?允許我們一個(gè)挨著一個(gè)地儲(chǔ)存一系列數(shù)量可變的值
• 字符串（string）是字符的集合。我們之前見過(guò)?String?類型，不過(guò)在本章我們將深入了解。
• 哈希 map（hash map）允許我們將值與一個(gè)特定的鍵（key）相關(guān)聯(lián)。這是一個(gè)叫做?map?的更通用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特定實(shí)現(xiàn)。

1、使用 Vector 儲(chǔ)存列表

我們要講到的第一個(gè)類型是?Vec<T>，也被稱為?vector。vector 允許我們?cè)谝粋€(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中儲(chǔ)存多于一個(gè)的值，它在內(nèi)存中彼此相鄰地排列所有的值。vector 只能儲(chǔ)存相同類型的值。

1.1?新建 vector

為了創(chuàng)建一個(gè)新的空 vector，可以調(diào)用?Vec::new?函數(shù)，如下所示：

let v: Vec<i32> = Vec::new();

這里，定義了一個(gè)變量v，是vector類型，類型后面使用一對(duì)尖括號(hào)來(lái)表示Vector類型的泛型，在這里指定的是i32類型，所以變量v存儲(chǔ)的是一組i32組成的集合。

通常，我們會(huì)用初始值來(lái)創(chuàng)建一個(gè)?Vec<T>?而 Rust 會(huì)推斷出儲(chǔ)存值的類型，所以很少會(huì)需要這些類型注解。為了方便 Rust 提供了?vec!?宏，這個(gè)宏會(huì)根據(jù)我們提供的值來(lái)創(chuàng)建一個(gè)新的 vector。

fn main() {
    let v = vec![1, 2, 3, 4, 5, 6];
    println!("{:?}", v.len()) // 6
}

因?yàn)槲覀兲峁┝?i32?類型的初始值，Rust 可以推斷出?v?的類型是?Vec<i32>，因此類型聲明就不是必須的。

1.2?更新 vector

對(duì)于新建一個(gè) vector 并向其增加元素，可以使用?push?方法

fn main() {
    let mut v = Vec::new();
    v.push(1);
    v.push(2);
    v.push(3);
    println!("{:?}", v.len()) // 3
}

1.3?讀取 vector 的元素

fn main() {
    let mut v = Vec::new();
    v.push(1);
    v.push(2);
    v.push(3);
    let first = &v[0];
    println!("{:?}", first); // 3
    println!("{:?}", &v[100]); // index out of bounds:
    println!("{:?}", v.get(1)); // Some(2)
}

這里有幾個(gè)細(xì)節(jié)需要注意。我們使用索引值?2?來(lái)獲取第三個(gè)元素，因?yàn)樗饕菑臄?shù)字 0 開始的。使用?&?和?[]?會(huì)得到一個(gè)索引位置元素的引用。當(dāng)使用索引作為參數(shù)調(diào)用?get?方法時(shí)，會(huì)得到一個(gè)可以用于?match?的?Option<&T>。

當(dāng)我們獲取了 vector 的第一個(gè)元素的不可變引用并嘗試在 vector 末尾增加一個(gè)元素的時(shí)候，如果嘗試在函數(shù)的后面引用這個(gè)元素是行不通的：

fn main() {
    let mut v = Vec::new();
    v.push(1);
    v.push(2);
    v.push(3);
    let first = &v[0];
    v.push(100); // 報(bào)錯(cuò)......
    println!("{:?}", first); // 3
    println!("{:?}", &v[100]); // index out of bounds:
    println!("{:?}", v.get(1)); // Some(2)
}

會(huì)拋出如下錯(cuò)誤：

所以在 vector 的結(jié)尾增加新元素時(shí)，在沒(méi)有足夠空間將所有元素依次相鄰存放的情況下，可能會(huì)要求分配新內(nèi)存并將老的元素拷貝到新的空間中。這時(shí)，第一個(gè)元素的引用就指向了被釋放的內(nèi)存。借用規(guī)則阻止程序陷入這種狀況。

1.4?遍歷 vector 中的元素

如果想要依次訪問(wèn) vector 中的每一個(gè)元素，我們可以遍歷其所有的元素而無(wú)需通過(guò)索引一次一個(gè)的訪問(wèn)。如下所示：

fn main() {
    let mut v = Vec::new();
    v.push(1);
    v.push(2);
    v.push(3);
    for i in &v {
        println!("{}", i)
    }
}

我們也可以遍歷可變 vector 的每一個(gè)元素的可變引用以便能改變它們。如下所示：

fn main() {
    let mut v = Vec::new();
    v.push(1);
    v.push(2);
    v.push(3);
    for i in &mut v {
        *i *= 10;
    }
    println!("{:?}", v) // [10, 20, 30]
}

修改可變引用所指向的值，在使用 *=?運(yùn)算符之前必須使用解引用運(yùn)算符（*）獲取?i?中的值。

1.5?使用枚舉來(lái)儲(chǔ)存多種類型

vector 只能儲(chǔ)存相同類型的值。這是很不方便的；絕對(duì)會(huì)有需要儲(chǔ)存一系列不同類型的值的用例。幸運(yùn)的是，枚舉的成員都被定義為相同的枚舉類型，所以當(dāng)需要在 vector 中儲(chǔ)存不同類型值時(shí)，我們可以定義并使用一個(gè)枚舉！看一下下面這個(gè)示例：

fn main() {
    #[derive(Debug)]
    enum Value {
        Int(i32),
        Float(f32),
        Text(String),
        Valid(bool),
    }

    let mut v = Vec::new();
    v.push(Value::Int(1));
    v.push(Value::Float(1.1));
    v.push(Value::Text(String::from("wangwu")));
    v.push(Value::Valid(true));
    println!("{:?}", v) // [Int(1), Float(1.1), Text("wangwu"), Valid(true)]
}

Rust 在編譯時(shí)就必須準(zhǔn)確的知道 vector 中類型的原因在于它需要知道儲(chǔ)存每個(gè)元素到底需要多少內(nèi)存。第二個(gè)好處是可以準(zhǔn)確的知道這個(gè) vector 中允許什么類型。如果 Rust 允許 vector 存放任意類型，那么當(dāng)對(duì) vector 元素執(zhí)行操作時(shí)一個(gè)或多個(gè)類型的值就有可能會(huì)造成錯(cuò)誤。

1.6?丟棄 vector 時(shí)也會(huì)丟棄其所有元素

類似于任何其他的?struct，vector 在其離開作用域時(shí)會(huì)被釋放，如下所示：

{
    let v = vec![1, 2, 3, 4];

    // todo
} // 超出作用域，v被丟棄，對(duì)應(yīng)的元素值也會(huì)被丟棄

2、使用字符串儲(chǔ)存 UTF-8 編碼的文本

2.1?什么是字符串？

在開始深入這些方面之前，我們需要討論一下術(shù)語(yǔ)?字符串?的具體意義。Rust 的核心語(yǔ)言中只有一種字符串類型：字符串 slice?str，它通常以被借用的形式出現(xiàn)，&str。第四章講到了?字符串 slices：它們是一些對(duì)儲(chǔ)存在別處的 UTF-8 編碼字符串?dāng)?shù)據(jù)的引用。舉例來(lái)說(shuō)，由于字符串字面值被儲(chǔ)存在程序的二進(jìn)制輸出中，因此字符串字面值也是字符串 slices。

字符串（String）類型由 Rust 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)提供，而不是編入核心語(yǔ)言，它是一種可增長(zhǎng)、可變、可擁有、UTF-8 編碼的字符串類型。當(dāng) Rustaceans 提及 Rust 中的 "字符串 "時(shí)，他們可能指的是?String?或 string slice?&str?類型，而不僅僅是其中一種類型。雖然本節(jié)主要討論?String，但這兩種類型在 Rust 的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中都有大量使用，而且?String?和 字符串 slices 都是 UTF-8 編碼的。

2.2?新建字符串

很多?Vec?可用的操作在?String?中同樣可用，事實(shí)上?String?被實(shí)現(xiàn)為一個(gè)帶有一些額外保證、限制和功能的字節(jié) vector 的封裝。其中一個(gè)同樣作用于?Vec<T>?和?String?函數(shù)的例子是用來(lái)新建一個(gè)實(shí)例的?new?函數(shù)，如下所示：

    let mut s = String::new();

上面創(chuàng)建了一個(gè)叫做?s?的空的字符串，接著我們可以向其中裝載數(shù)據(jù)。通常字符串會(huì)有初始數(shù)據(jù)，因?yàn)槲覀兿Ｍ婚_始就有這個(gè)字符串。為此，可以使用?to_string?方法，它能用于任何實(shí)現(xiàn)了?Display?trait 的類型，比如字符串字面值。如下所示：

fn main() {
    let data = "test string";

    let s = data.to_string();

    // 該方法也可直接用于字符串字面值：
    let s = "test string".to_string();
    println!("{:?}", s) // test string
}

也可以使用?String::from?函數(shù)來(lái)從字符串字面值創(chuàng)建?String。如下所示：

let data = String::from("test string");

2.3?更新字符串

String?的大小可以增加，其內(nèi)容也可以改變，就像可以放入更多數(shù)據(jù)來(lái)改變?Vec?的內(nèi)容一樣。另外，可以方便的使用?+?運(yùn)算符或?format!?宏來(lái)拼接?String?值。

2.3.1?使用 push_str 和 push 附加字符串

可以通過(guò)?push_str?方法來(lái)附加字符串 slice，從而使?String?變長(zhǎng)，如下所示：

fn main() {
    let mut s = String::from("hello ");
    s.push_str("world");
    println!("{}", s) // hello world
}

push?方法被定義為獲取一個(gè)單獨(dú)的字符作為參數(shù)，并附加到?String?中。如下所示：

fn main() {
    let mut s = String::from("hell");
    s.push('o');
    println!("{s}");
}

2.3.2?使用 + 運(yùn)算符或 format! 宏拼接字符串

通常你會(huì)希望將兩個(gè)已知的字符串合并在一起。一種辦法是像這樣使用?+?運(yùn)算符，如下所示：

fn main() {
    let h = String::from("hello ");
    let w = String::from("world");
    let res = h + &w;
    println!("{res}"); // hello world
}

執(zhí)行完代碼之后，h在相加之后不再有效，+運(yùn)算符調(diào)用時(shí)跟函數(shù)簽名有關(guān)，+運(yùn)算符使用了add函數(shù)，這個(gè)函數(shù)看起來(lái)像這樣：

    fn add(mut self, other: &str) -> String {
        self.push_str(other);
        self
    }

首先，w?使用了?&，意味著我們使用第二個(gè)字符串的?引用?與第一個(gè)字符串相加。這是因?yàn)?add?函數(shù)的?s?參數(shù)：只能將?&str?和?String?相加，不能將兩個(gè)?String?值相加。不過(guò)等一下 ——?&w的類型是?&String, 而不是?add?第二個(gè)參數(shù)所指定的?&str。那么為什么還能編譯呢？

之所以能夠在?add?調(diào)用中使用?&w?是因?yàn)?&String?可以被?強(qiáng)轉(zhuǎn)（coerced）成?&str。當(dāng)add函數(shù)被調(diào)用時(shí)，Rust 使用了一個(gè)被稱為?Deref 強(qiáng)制轉(zhuǎn)換（deref coercion）的技術(shù)，你可以將其理解為它把?&w?變成了?&w[..]。因?yàn)?add?沒(méi)有獲取參數(shù)的所有權(quán)，所以 w?在這個(gè)操作后仍然是有效的?String。

其次，可以發(fā)現(xiàn)簽名中?add?獲取了?self?的所有權(quán)，因?yàn)?self?沒(méi)有?使用?&。這意味著示例 8-18 中的 h?的所有權(quán)將被移動(dòng)到?add?調(diào)用中，之后就不再有效。所以雖然?let res?= h?+ &w;?看起來(lái)就像它會(huì)復(fù)制兩個(gè)字符串并創(chuàng)建一個(gè)新的字符串，而實(shí)際上這個(gè)語(yǔ)句會(huì)獲取 h?的所有權(quán)，附加上從 w?中拷貝的內(nèi)容，并返回結(jié)果的所有權(quán)。換句話說(shuō)，它看起來(lái)好像生成了很多拷貝，不過(guò)實(shí)際上并沒(méi)有：這個(gè)實(shí)現(xiàn)比拷貝要更高效。

如果想要級(jí)聯(lián)多個(gè)字符串，+?的行為就顯得笨重了：

fn main() {
    let h = String::from("hello ");
    let w = String::from("world");
    let t = String::from(", 123");
    let res = h + &w + &t;
    println!("{res}"); // hello world, 123
}

對(duì)于更為復(fù)雜的字符串鏈接，我們可以使用?format!?宏：

fn main() {
    let h = String::from("hello ");
    let w = String::from("world");
    let t = String::from(", 123");
    println!("{h}{w}{t}"); // hello world, 123
}

2.3.3?索引字符串

在很多語(yǔ)言中，通過(guò)索引來(lái)引用字符串中的單獨(dú)字符是有效且常見的操作。然而在 Rust 中，如果你嘗試使用索引語(yǔ)法訪問(wèn)?String?的一部分，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤。

fn main() {
    let h = String::from("hello ");
    let res = h[0];
}

我們可以看下字符串的實(shí)現(xiàn)。

pub struct String {
    vec: Vec<u8>,
}

所以在獲取索引的時(shí)候，并不會(huì)返回我們所期望的第一個(gè)字母，而在Rust在編譯過(guò)程就會(huì)阻止，并報(bào)錯(cuò)。

2.3.4?字符串 slice

字符串索引應(yīng)該返回的類型是不明確的：字節(jié)值、字符、字形簇或者字符串 slice。因此，如果你真的希望使用索引創(chuàng)建字符串 slice 時(shí)，Rust 會(huì)要求你更明確一些。為了更明確索引并表明你需要一個(gè)字符串 slice，相比使用?[]?和單個(gè)值的索引，可以使用?[]?和一個(gè) range 來(lái)創(chuàng)建含特定字節(jié)的字符串 slice：

fn main() {
    let h = "Здравствуйте";
    let res = &h[0..4];
    println!("{res}") // Зд
}

如果獲取?&h[0..1]?會(huì)發(fā)生什么呢？答案是：Rust 在運(yùn)行時(shí)會(huì) panic，就跟訪問(wèn) vector 中的無(wú)效索引時(shí)一樣：

2.3.5?遍歷字符串的方法

操作字符串每一部分的最好的方法是明確表示需要字符還是字節(jié)。對(duì)于單獨(dú)的 Unicode 標(biāo)量值使用?chars?方法。對(duì) “Зд” 調(diào)用?chars?方法會(huì)將其分開并返回兩個(gè)?char?類型的值，接著就可以遍歷其結(jié)果來(lái)訪問(wèn)每一個(gè)元素了：

fn main() {
    let str = "Здравствуйте";
    for i in str.chars() {
        println!("{i}") // З д р ...
    }
}

另外?bytes?方法返回每一個(gè)原始字節(jié)，這可能會(huì)適合你的使用場(chǎng)景：

fn main() {
    let str = "Здравствуйте";
    for i in str.bytes() {
        println!("{i}") // 208 151 ...
    }
}

2.3.6?字符串并不簡(jiǎn)單

總而言之，字符串還是很復(fù)雜的。不同的語(yǔ)言選擇了不同的向程序員展示其復(fù)雜性的方式。Rust 選擇了以準(zhǔn)確的方式處理?String?數(shù)據(jù)作為所有 Rust 程序的默認(rèn)行為，這意味著程序員們必須更多的思考如何預(yù)先處理 UTF-8 數(shù)據(jù)。這種權(quán)衡取舍相比其他語(yǔ)言更多的暴露出了字符串的復(fù)雜性，不過(guò)也使你在開發(fā)周期后期免于處理涉及非 ASCII 字符的錯(cuò)誤。

好消息是標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)提供了很多圍繞?String?和?&str?構(gòu)建的功能，來(lái)幫助我們正確處理這些復(fù)雜場(chǎng)景。請(qǐng)務(wù)必查看這些使用方法的文檔，例如?contains?來(lái)搜索一個(gè)字符串，和?replace?將字符串的一部分替換為另一個(gè)字符串。

稱作?String?的類型是由標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)提供的，而沒(méi)有寫進(jìn)核心語(yǔ)言部分，它是可增長(zhǎng)的、可變的、有所有權(quán)的、UTF-8 編碼的字符串類型。當(dāng) Rustacean 們談到 Rust 的 “字符串”時(shí)，它們通常指的是?String?或字符串 slice?&str?類型，而不特指其中某一個(gè)。雖然本部分內(nèi)容大多是關(guān)于?String?的，不過(guò)這兩個(gè)類型在 Rust 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中都被廣泛使用，String?和字符串 slices 都是 UTF-8 編碼的。文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-779868.html

到了這里，關(guān)于Rust 常用集合（上）的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！