Rust 入坑指南:鱗次櫛比|CSDN 博文精選

2020-12-11 CSDN

作者 | Jackyzhe

責編 | 屠敏

很久沒有挖Rust的坑啦，今天來挖一些排列整齊的坑。沒錯，就是要介紹一些集合類型的數據類型。「鱗次櫛比」這個標題是不是顯得很有文化？

在Rust入坑指南：常規套路（https://blog.csdn.net/K_Ohaha/article/details/102481562）一文中我們已經介紹了一些基本數據類型了，它們都存儲在棧中，今天我們重點介紹3種數據類型：string，vector和hash map。

String

String類型我們在之前的學習中已經有了較多的接觸，但是沒有進行過詳細的介紹。有些有編程基礎的同學可能不屑於學習String類型，畢竟它在所有程式語言中可以說是最常用的類型了，大家也都很熟悉了。對於有這種心理的同學，我想對他們說：我剛開始也是這樣想的，直到後來我被編譯器揍的滿頭包，才下定決心回來認真學習一下String類型。

Rust的字符串分為以下幾種類型：

str：表示固定長度的字符串String：表示可增長的字符串CStr：表示由C分配，被Rust借用的字符串，一般用於和C語言交互CString：表示由Rust分配並且可以傳遞給C語言的字符串OsStr：表示和作業系統相關的字符串，主要為了兼容WindowsOsString：OsStr的可變版本Path：表示路徑PathBuf：是Path的可變版本本文我們重點討論前兩種，因為它們是開發過程中最常用的，也是比較容易混淆的。對於str，我們常見的是它的引用類型，&str。如果你看過了Rust入坑指南：核心概念一文後，相信你已經了解了引用類型和Ownership的概念。也就是說String類型具有Ownership而&str沒有。

在Rust中，String本質上是Vec<u8>，Vec是向量集合的關鍵字，我們在後面會介紹。String類型由三個部分組成，分別是：指向堆中字節序列的指針，記錄堆中字節序列的長度和堆分配的容量。通過一段代碼也許你很有更深的理解。

fn main() {let mut a = String::from("foo"); println!("{:p}", a.as_ptr()); println!("{:p}", &a); assert_eq!(a.len(), 3); a.reserve(10); assert_eq!(a.capacity(), 13);}

在這段代碼中我們可以看到，a.as_ptr()獲取指針和&a獲取的指針是不一樣的。

這裡我們解釋一下，as_ptr獲取到的指針是堆中字節序列的指針地址，而&a的地址是字符串變量在棧上的指針地址。另外，len()和capacity()方法得到的長度都是字節數量，而非字符數量。這裡你可以自己動手試試中文字符的長度。

聊完了字符串的基本概念以後，相信你已經對Rust的字符串有了一個大概的認識。接下來我們就一起來看一看字符串的CRUD的方法吧。

創建字符串

話不多說，先來展示一下創建字符串的各種方法。

fn main() {letstring: String = String::new();letstring: String = String::from("hello rust");letstring: String = String::with_capacity(10);let str: &'static str = "Jackey";letstring: String = str.to_owned();letstring: String = str.to_string();}

我們比較常用的是前兩種，下面介紹一下後面幾個方法。with_capacity()是創建一個空字符串，參數表示在堆中分配的字節數。to_owned和to_string是演示了如何把&str類型轉換成String類型。

修改字符串

Rust修改字符串的常用方法也有很多，例如在字符串後追加，連接兩個字符串，更新字符串等。下面這段代碼就展示了一些修改字符串的方法。

fn main() {let mut hello = String::from("Hello, "); hello.push('J'); // 追加單個字符 hello.push_str("ackey! "); //追加字符串 println!("push: {}", hello); hello.extend(['M', 'y', ' '].iter()); //追加多個字符，參數為迭代器 hello.extend("name".chars()); println!("extend: {}", hello); hello.insert(0, 'h'); //類似於push，可以指定插入的位置 hello.insert(1, 'a'); hello.insert(2, '!'); hello.insert_str(0, "Haha"); println!("insert: {}", hello);let left = "Hello, ".to_string();let right = "World".to_string();let result = left + &right; println!("+: {}", result); //使用+連接字符串時，第二個必須為引用let mut message = "rust".to_string(); //使用+=連接字符串時，字符串必須定義為可變 message += "!"; println!("+=: {}", message);let s = String::from("foobar");let s: String = s .chars() .enumerate() .map(|(_i, c)| {c.to_uppercase().to_string()}) .collect(); println!("update chars: {}", s);let s1 = String::from("hello");let s2 = String::from("rust");let s3 = format!("{}-{}", s1, s2); println!("format: {}", s3);}

我們對上面的代碼做一些補充的解釋。

push和insert類似，帶有_str的方法接收的參數是字符串，否則只能接收單個字符。insert可以指定插入的位置，而push只能在字符串末尾插入。

使用「+」連接字符串時，第一個參數是String類型，第二個則需要是引用類型&str。這類似於我們調用一個add方法，它的定義是這樣的：

所以，第一個參數的ownership轉移到了函數中，又通過返回結果傳遞出來。也就是說，在使用了+操作符之後，left已經沒有ownership了。

字符串查找

在Rust中，字符串是不能根據位置來獲取到指定字符的。也就是下面這段代碼是編譯不過的。

let s1 = String::from("hello");let h = s1[0];

因為，Rust會認為這個0是指第一個字節，而Rust字符串中的字符可能佔有多個字節（還記得前面我讓你用中文字符實驗代碼嗎？）所以，如果你單純的想要獲取一個字節，編譯器不知道你是真的想要獲取字節對應的數值，還是要獲取那個字符。

我們在處理字符串時通常有以下方法：

fn main() {let hello = "Здравствуйте";let s = &hello[0..4]; println!("{}", s);let chars = hello.chars();for c in chars { println!("{}", c); }let bytes = hello.bytes();for byte in bytes { println!("{}", byte); }letget = hello.get(0..1);let mut s = String::from("hello");let get_mut = s.get_mut(3..5);let message = String::from("hello-world");let (left, right) = message.split_at(6); println!("left: {}, right: {}", left, right);}

通常是使用字符切片，也可以使用chars方法獲取到Chars迭代器，然後可以對每個字符進行單獨處理。此外，使用get或get_mut方法也可以接收索引範圍，返回指定的字符串切片。返回結果是Option類型，這是因為如果指定的索引返回不能返回完整字符，那麼Rust就會返回None。這裡也可以使用is_char_boundary方法來判斷一個位置是否是非法邊界。

最後，也可以使用split_at或split_at_mut方法來分割字符串。這要求分割的位置正好是字符邊界位置，如果不是，程序就會崩潰。

刪除字符串

Rust的標準庫提供了一些刪除字符串的方法，我們來演示一些：

fn main() { let mut hello = String::from("hello"); hello.remove(3);println!("remove: {}", hello); hello.pop();println!("pop: {}", hello); hello.truncate(1);println!("truncate: {}", hello); hello.clear();println!("clear: {}", hello);}

結果如圖：

remove方法用來刪除字符串中的某個字符，其接收的參數是字符的起始位置，如果是不是某個字符的起始位置，會導致程序崩潰。

pop方法會彈出字符串末尾的字符，truncate方法是截取指定長度字符串，而clear方法則是用來清空字符串。

至此，關於Rust中的字符串的基本概念和CRUD我們都已經介紹完了，接下來我們再來看另一種集合類型Vector。

Vector

Vector是用來存儲相同數據類型的多個數據一種數據類型。它的關鍵字是Vec<T>。下面我們一起來看看向量的CRUD吧。

創建向量

fn main() {let v1: Vec<i32> = Vec::new();let v2 = vec![1, 2, 3];}

上面這段代碼演示了創建一個向量的兩種方式，第一種是使用new函數來創建一個空的向量，由於沒有添加元素，所以要顯式的指定存儲元素的類型。第二種是創建一個有初始值的向量集合，我們直接使用vec！宏，然後指定初始值即可，不需要指定向量中元素的數據類型，因為編譯器可以自己推斷出來。

更新向量

fn main(){ let mut v = Vec::new(); v.push(1); v.push(2);}

創建一個空的向量之後，如果我們想要增加元素，就可以直接使用push方法，向末尾追加元素。

刪除向量

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

刪除單個元素可以使用pop方法，而要刪除整個向量，只能像其他結構體一樣，到其ownership失效。

讀取向量元素

fn main() {let v = vec![1, 2, 3, 4, 5];let third: &i32 = &v[2]; println!("The third element is {}", third); match v.get(2) { Some(third) => println!("The third element is {}", third), None => println!("There is no third element."), }let v = vec![100, 32, 57];for i in &v { println!("{}", i); }}

當你需要讀取單個指定元素時，有兩種方法可以用，一種是使用[]，另一種是使用get方法。兩種方法的區別是：第一種返回的是元素的類型，而get返回的是Option類型。如果你指定的位置越界了，那麼使用第一種方法程序會直接崩潰，而使用第二種方法則會返回None。

此外，還可以通過遍歷向量的形式來讀取元素。如果想要存儲不同類型的數據，我們可以藉助枚舉類型。

fn main() { enum SpreadsheetCell {Int(i32), Float(f64), Text(String), }let row = vec![ SpreadsheetCell::Int(3), SpreadsheetCell::Text(String::from("blue")), SpreadsheetCell::Float(10.12), ];}

HashMap

HashMap存儲了KV結構的數據，各個Key必須是同一種類型，各個Value必須是同一種類型。由於HashMap是三種集合類型中使用最少的，所以在使用之前，需要手動引入進來

use std::collections::HashMap;

創建HashMap

首先我們來了解一下如何創建一個新的Hash Map並增加元素。

use std::collections::HashMap;fn main() {let field_name = String::from("Favorite color");let field_value = String::from("Blue");let mut map = HashMap::new(); map.insert(field_name, field_value);}

注意，在使用insert方法時，field_name和field_value都會失去所有權。那如何再使用它們呢？我們只能從Hash Map中再拿出來。

訪問Hash Map的數據

use std::collections::HashMap;fn main() {let field_name = String::from("Favorite color");let field_value = String::from("Blue");let mut map = HashMap::new(); map.insert(field_name, field_value);let favorite = String::from("Favorite color");let color = map.get(&favorite); match color { Some(x) => println!("{}", x), None => println!("None"), }}

可以看到，我們使用get可以獲取到指定Key的值，get方法返回的是Option類型，如果沒有指定的Value，則會返回None。此外，也可以使用for循環來遍歷Hash Map。

use std::collections::HashMap;fn main() {let mut scores = HashMap::new(); scores.insert(String::from("Blue"), 10); scores.insert(String::from("Yellow"), 50);for (key, value) in &scores { println!("{}: {}", key, value); }}

更新Hash Map

當我們向同一個Key insert值時，舊的值就會被覆蓋。如果只想要在Key不存在時插入，則可以使用entry。

use std::collections::HashMap;fn main() {let mut scores = HashMap::new(); scores.insert(String::from("Blue"), 10); scores.entry(String::from("Yellow")).or_insert(50); scores.entry(String::from("Blue")).or_insert(50); println!("{:?}", scores);}

總結

今天帶大家一起挖了三個坑，string，vector和hash map，分別介紹了每種數據類型的CRUD。對string的介紹佔了比較大的篇幅，因為它是最常用的數據類型之一。當然這部分的相關知識還有很多，歡迎大家和我一起學習交流。

聲明：本文為CSDN博主「Jackyzhe」的原創文章。

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