Rust入坑指南:鳞次栉比

很久没有挖Rust的坑啦,今天来挖一些排列整齐的坑。没错,就是要介绍一些集合类型的数据类型。“鳞次栉比”这个标题是不是显得很有文化?

Rust入坑指南:常规套路一文中TT快三TT快三我 们 已经介绍了一些基本数据类型了,它们都存储在栈中,今天TT快三TT快三我 们 重点介绍3种数据类型:string,vector和hash map。

String

String类型TT快三TT快三我 们 在之前的学习中已经有了较多的接触,但是没有进行过详细的介绍。有些有编程基础的同学可能不屑于学习String类型,毕竟它在所有编程语言中可以说是最常用的类型了,大家也都很熟悉了。对于有这种心理的同学,TT快三我 想对他们说:TT快三我 刚开始也是这样想的,直到后来TT快三我 被编译器揍的满头包,才下定决心回来认真学习一下String类型。

Rust的字符串分为以下几种类型:

  • str:表示固定长度的字符串
  • String:表示可增长的字符串
  • CStr:表示由C分配,被Rust借用的字符串,一般用于和C语言交互
  • CString:表示由Rust分配并且可以传递给C语言的字符串
  • OsStr:表示和操作系统相关的字符串,主要为了兼容TT快三Win dows
  • OsString:OsStr的可变版本
  • Path:表示路径
  • PathBuf:是Path的可变版本

本文TT快三TT快三我 们 重点讨论前两种,因为它们是开发过程中最常用的,也是比较容易混淆的。对于str,TT快三TT快三我 们 常见的是它的引用类型,&str。如果TT快三你 看过了Rust入坑指南:核心概念一文后,相信TT快三你 已经了解了引用类型和Ownership的概念。也就是说String类型具有Ownership而&str没有。

在Rust中,String本质上是Vec<u8>,Vec是向量集合的关键字,TT快三TT快三我 们 在后面会介绍。String类型由三个部分组成,分别是:指向堆中字节序列的指针,记录堆中字节序列的长度和堆分配的容量。通过一段代码也许TT快三你 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);
}

在这段代码中TT快三TT快三我 们 可以看到,a.as_ptr()获取指针和&a获取的指针是不一样的。

rust06-1

这里TT快三TT快三我 们 解释一下,as_ptr获取到的指针是堆中字节序列的指针TT快三地址 ,而&a的TT快三地址 是字符串变量在栈上的指针TT快三地址 。另外,len()和capacity()TT快三方法 得到的长度都是字节数量,而非字符数量。这里TT快三你 可以自己动手试试中文字符的长度。

聊完了字符串的基本概念以后,相信TT快三你 已经对Rust的字符串有了一个大概的认识。接下来TT快三TT快三我 们 就一起来看一看字符串的CRUD的TT快三方法 吧。

创建字符串

话不多说,先来展示一下创建字符串的各种TT快三方法 。

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

TT快三TT快三我 们 比较常用的是前两种,下面介绍一下后面几个TT快三方法 。with_capacity()是创建一个空字符串,参数表示在堆中分配的字节数。to_owned和to_string是演示了如何把&str类型转换成String类型。

修改字符串

Rust修改字符串的常用TT快三方法 也有很多,例如在字符串后追加,连接两个字符串,更新字符串等。下面这段代码就展示了一些修改字符串的TT快三方法 。

fn main() {
    let mut hello = String::from("Hello, ");
    hello.push('J');    // 追加单个字符
    hello.push_str("ackey! ");    //追加字符串
    println!("push: {}", hello);

    hello.extend(['M', 'y', ' '].iter());   //追加多个字符,参数为迭代器
    hello.extend("name".chars());
    println!("extend: {}", hello);

    hello.insert(0, 'h');   //类似于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+连接字符串时,第二个必须为引用
    let mut message = "rust".to_string();   //使用+=连接字符串时,字符串必须定义为可变
    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);
}

TT快三TT快三我 们 对上面的代码做一些补充的解释。

push和insert类似,带有_str的TT快三方法 接收的参数是字符串,否则只能接收单个字符。insert可以指定插入的位置,而push只能在字符串末尾插入。

使用「+」连接字符串时,第一个参数是String类型,第二个则需要是引用类型&str。这类似于TT快三TT快三我 们 调用一个addTT快三方法 ,它的定义是这样的:

fn add(self, s: &str) -> String {

所以,第一个参数的ownership转移到了函数中,又通过返回结果传递出来。也就是说,在使用了+操作符之后,left已经没有ownership了。

字符串查找

在Rust中,字符串是不能根据位置来获取到指定字符的。也就是下面这段代码是编译不过的。

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

因为,Rust会认为这个0是指第一个字节,而Rust字符串中的字符可能占有多个字节(还记得前面TT快三我 让TT快三你 用中文字符实验代码吗?)所以,如果TT快三你 单纯的想要获取一个字节,编译器不知道TT快三你 是真的想要获取字节对应的数值,还是要获取那个字符。

TT快三TT快三我 们 在处理字符串时通常有以下TT快三方法 :

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);
    }

    let get = 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charsTT快三方法 获取到Chars迭代器,然后可以对每个字符进行单独处理。此外,使用get或get_mutTT快三方法 也可以接收索引范围,返回指定的字符串切片。返回结果是Option类型,这是因为如果指定的索引返回不能返回完整字符,那么Rust就会返回None。这里也可以使用is_char_boundaryTT快三方法 来判断一个位置是否是非法边界。

最后,也可以使用split_at或split_at_mutTT快三方法 来分割字符串。这要求分割的位置正好是字符边界位置,如果不是,程序就会崩溃。

TT快三删除 字符串

Rust的标准库提供了一些TT快三删除 字符串的TT快三方法 ,TT快三TT快三我 们 来演示一些:

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);
}

结果如图:

rust06-2

removeTT快三方法 用来TT快三删除 字符串中的某个字符,其接收的参数是字符的起始位置,如果是不是某个字符的起始位置,会导致程序崩溃。

popTT快三方法 会弹出字符串末尾的字符,truncateTT快三方法 是截取指定长度字符串,而clearTT快三方法 则是用来清空字符串。

至此,TT快三关于 Rust中的字符串的基本概念和CRUDTT快三TT快三我 们 都已经介绍完了,接下来TT快三TT快三我 们 再来看另一种集合类型Vector。

Vector

Vector是用来存储相同数据类型的多个数据一种数据类型。它的关键字是Vec<T>。下面TT快三TT快三我 们 一起来看看向量的CRUD吧。

创建向量

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

上面这段代码演示了创建一个向量的两种方式,第一种是使用new函数来创建一个空的向量,由于没有添加元素,所以要显式的指定存储元素的类型。第二种是创建一个有初始值的向量集合,TT快三TT快三我 们 直接使用vec!宏,然后指定初始值即可,不需要指定向量中元素的数据类型,因为编译器可以自己推断出来。

更新向量

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

创建一个空的向量之后,如果TT快三TT快三我 们 想要增加元素,就可以直接使用pushTT快三方法 ,向末尾追加元素。

TT快三删除 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);
    }
}

TT快三删除 单个元素可以使用popTT快三方法 ,而要TT快三删除 整个向量,只能像其他结构体一样,到其ownership失效。

读取向量元素

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);
    }
}

当TT快三你 需要读取单个指定元素时,有两种TT快三方法 可以用,一种是使用[],另一种是使用getTT快三方法 。两种TT快三方法 的区别是:第一种返回的是元素的类型,而get返回的是Option类型。如果TT快三你 指定的位置越界了,那么使用第一种TT快三方法 程序会直接崩溃,而使用第二种TT快三方法 则会返回None。

此外,还可以通过遍历向量的形式来读取元素。如果想要存储不同类型的数据,TT快三TT快三我 们 可以借助枚举类型。

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存储了KV结构的数据,各个Key必须是同一种类型,各个Value必须是同一种类型。由于HashMap是三种集合类型中使用最少的,所以在使用之前,需要手动引入进来

use std::collections::HashMap;

创建HashMap

首先TT快三TT快三我 们 来了解一下如何创建一个新的Hash Map并增加元素。

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insertTT快三方法 时,field_namefield_value都会失去所有权。那如何再使用它们呢?TT快三TT快三我 们 只能从Hash Map中再拿出来。

访问Hash Map的数据

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,TT快三TT快三我 们 使用get可以获取到指定Key的值,getTT快三方法 返回的是Option类型,如果没有指定的Value,则会返回None。此外,也可以使用for循环来遍历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

当TT快三TT快三我 们 向同一个Key insert值时,旧的值就会被覆盖。如果只想要在Key不存在时插入,则可以使用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);
}

总结

今天带大家一起挖了三个坑,string,vector和hash map,分别介绍了每种数据类型的CRUD。对string的介绍占了比较大的篇幅,因为它是最常用的数据类型之一。当然这部分的相关知识还有很多,欢迎大家和TT快三我 一起学习交流。

posted @ 2019-12-02 23:13  Jackeyzhe  阅读(...)  评论(... 编辑 收藏