Rust 集合與字符串

集合(Collection)是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中最普遍的數(shù)據(jù)存放形式,Rust 標(biāo)準(zhǔn)庫中提供了豐富的集合類型幫助開發(fā)者處理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的操作。

向量

向量(Vector)是一個存放多值的單數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)將相同類型的值線性的存放在內(nèi)存中。

向量是線性表,在 Rust 中的表示是 Vec<T>。

向量的使用方式類似于列表(List),我們可以通過這種方式創(chuàng)建指定類型的向量:

let vector: Vec<i32> = Vec::new(); // 創(chuàng)建類型為 i32 的空向量
let vector = vec![1, 2, 4, 8];     // 通過數(shù)組創(chuàng)建向量

我們使用線性表常常會用到追加的操作,但是追加和棧的 push 操作本質(zhì)是一樣的,所以向量只有 push 方法來追加單個元素:

fn main() {
    let mut vector = vec![1, 2, 4, 8];
    vector.push(16);
    vector.push(32);
    vector.push(64);
    println!("{:?}", vector);
}

運(yùn)行結(jié)果:

[1, 2, 4, 8, 16, 32, 64]

append 方法用于將一個向量拼接到另一個向量的尾部:

fn main() {
    let mut v1: Vec<i32> = vec![1, 2, 4, 8];
    let mut v2: Vec<i32> = vec![16, 32, 64];
    v1.append(&mut v2);
    println!("{:?}", v1);
}

運(yùn)行結(jié)果:

[1, 2, 4, 8, 16, 32, 64]

get 方法用于取出向量中的值:

fn main() {
    let mut v = vec![1, 2, 4, 8];
    println!("{}", match v.get(0) {
        Some(value) => value.to_string(),
        None => "None".to_string()
    });
}

運(yùn)行結(jié)果:

1

因為向量的長度無法從邏輯上推斷,get 方法無法保證一定取到值,所以 get 方法的返回值是 Option 枚舉類,有可能為空。

這是一種安全的取值方法,但是書寫起來有些麻煩。如果你能夠保證取值的下標(biāo)不會超出向量下標(biāo)取值范圍,你也可以使用數(shù)組取值語法:

fn main() {
    let v = vec![1, 2, 4, 8];
    println!("{}", v[1]);
}

運(yùn)行結(jié)果:

2

但如果我們嘗試獲取 v[4] ,那么向量會返回錯誤。

遍歷向量:

fn main() {
    let v = vec![100, 32, 57];
    for i in &v {
            println!("{}", i);
    }
}

運(yùn)行結(jié)果:

100
32
57

如果遍歷過程中需要更改變量的值:

fn main() {
    let mut v = vec![100, 32, 57];
    for i in &mut v {
        *i += 50;
    }
}

字符串

字符串類(String)到本章為止已經(jīng)使用了很多,所以有很多的方法已經(jīng)被讀者熟知。本章主要介紹字符串的方法和 UTF-8 性質(zhì)。

新建字符串:

let string = String::new();

基礎(chǔ)類型轉(zhuǎn)換成字符串:

let one = 1.to_string();         // 整數(shù)到字符串
let float = 1.3.to_string();     // 浮點(diǎn)數(shù)到字符串
let slice = "slice".to_string(); // 字符串切片到字符串

包含 UTF-8 字符的字符串:

let hello = String::from("?????? ?????");
let hello = String::from("Dobry den");
let hello = String::from("Hello");
let hello = String::from("???????");
let hello = String::from("??????");
let hello = String::from("こんにちは");
let hello = String::from("?????");
let hello = String::from("你好");
let hello = String::from("Olá");
let hello = String::from("Здравствуйте");
let hello = String::from("Hola");

字符串追加:

let mut s = String::from("run");
s.push_str("oob"); // 追加字符串切片
s.push('!');       // 追加字符

用 + 號拼接字符串:

let s1 = String::from("Hello, ");
let s2 = String::from("world!");
let s3 = s1 + &s2;

這個語法也可以包含字符串切片:

let s1 = String::from("tic");
let s2 = String::from("tac");
let s3 = String::from("toe");
let s = s1 + "-" + &s2 + "-" + &s3;

使用 format! 宏:

let s1 = String::from("tic");
let s2 = String::from("tac");
let s3 = String::from("toe");
let s = format!("{}-{}-{}", s1, s2, s3);

字符串長度:

let s = "hello";
let len = s.len();

這里 len 的值是 5。

let s = "你好";
let len = s.len();

這里 len 的值是 6。因為中文是 UTF-8 編碼的,每個字符長 3 字節(jié),所以長度為6。但是 Rust 中支持 UTF-8 字符對象,所以如果想統(tǒng)計字符數(shù)量可以先取字符串為字符集合:

let s = "hello你好";
let len = s.chars().count();

這里 len 的值是 7,因為一共有 7 個字符。統(tǒng)計字符的速度比統(tǒng)計數(shù)據(jù)長度的速度慢得多。

遍歷字符串:

fn main() {
    let s = String::from("hello中文");
    for c in s.chars() {
        println!("{}", c);
    }
}

運(yùn)行結(jié)果:

h
e
l
l
o
中
文

從字符串中取單個字符:

fn main() {
    let s = String::from("EN中文");
    let a = s.chars().nth(2);
    println!("{:?}", a);
}

運(yùn)行結(jié)果:

Some('中')

注意:nth 函數(shù)是從迭代器中取出某值的方法,請不要在遍歷中這樣使用!因為 UTF-8 每個字符的長度不一定相等!

如果想截取字符串字串:

fn main() {
    let s = String::from("EN中文");
    let sub = &s[0..2];
    println!("{}", sub);
}

運(yùn)行結(jié)果:

EN

但是請注意此用法有可能肢解一個 UTF-8 字符!那樣會報錯:

fn main() {
    let s = String::from("EN中文");
    let sub = &s[0..3];
    println!("{}", sub);
}

運(yùn)行結(jié)果:

thread 'main' panicked at 'byte index 3 is not a char boundary; it is inside '中' (bytes 2..5) of `EN中文`', src\libcore\str\mod.rs:2069:5 
note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace.

映射表

映射表(Map)在其他語言中廣泛存在。其中應(yīng)用最普遍的就是鍵值散列映射表(Hash Map)。

新建一個散列值映射表:

use std::collections::HashMap;

fn main() {
    let mut map = HashMap::new();

    map.insert("color", "red");
    map.insert("size", "10 m^2");

    println!("{}", map.get("color").unwrap());
}

注意:這里沒有聲明散列表的泛型,是因為 Rust 的自動判斷類型機(jī)制。

運(yùn)行結(jié)果:

red

insert 方法和 get 方法是映射表最常用的兩個方法。

映射表支持迭代器:

use std::collections::HashMap;

fn main() {
    let mut map = HashMap::new();

    map.insert("color", "red");
    map.insert("size", "10 m^2");

    for p in map.iter() {
        println!("{:?}", p);
    }
}

運(yùn)行結(jié)果:

("color", "red") 
("size", "10 m^2")

迭代元素是表示鍵值對的元組。

Rust 的映射表是十分方便的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),當(dāng)使用 insert 方法添加新的鍵值對的時候,如果已經(jīng)存在相同的鍵,會直接覆蓋對應(yīng)的值。如果你想"安全地插入",就是在確認(rèn)當(dāng)前不存在某個鍵時才執(zhí)行的插入動作,可以這樣:

map.entry("color").or_insert("red");

這句話的意思是如果沒有鍵為 "color" 的鍵值對就添加它并設(shè)定值為 "red",否則將跳過。

在已經(jīng)確定有某個鍵的情況下如果想直接修改對應(yīng)的值,有更快的辦法:

use std::collections::HashMap;

fn main() {
    let mut map = HashMap::new();
    map.insert(1, "a");
    
    if let Some(x) = map.get_mut(&1) {
        *x = "b";
    }
}
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