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1、使用 Vector 储存列表
1.1 新建 vector
1.2 更新 vector
1.3 读取 vector 的元素
1.4 遍历 vector 中的元素
1.5 使用枚举来储存多种类型
1.6 丢弃 vector 时也会丢弃其所有元素
2、使用字符串储存 UTF-8 编码的文本
2.1 什么是字符串#xff1f;
2.2 新建字…目录
1、使用 Vector 储存列表
1.1 新建 vector
1.2 更新 vector
1.3 读取 vector 的元素
1.4 遍历 vector 中的元素
1.5 使用枚举来储存多种类型
1.6 丢弃 vector 时也会丢弃其所有元素
2、使用字符串储存 UTF-8 编码的文本
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 运算符或 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 遍历字符串的方法
2.3.6 字符串并不简单 Rust 标准库中包含一系列被称为 集合collections的非常有用的数据结构。大部分其他数据类型都代表一个特定的值不过集合可以包含多个值。不同于内建的数组和元组类型这些集合指向的数据是储存在堆上的这意味着数据的数量不必在编译时就已知并且还可以随着程序的运行增长或缩小。每种集合都有着不同功能和成本而根据当前情况选择合适的集合以下三种是在 Rust 程序中被广泛使用的集合;
vector 允许我们一个挨着一个地储存一系列数量可变的值字符串string是字符的集合。我们之前见过 String 类型不过在本章我们将深入了解。哈希 maphash map允许我们将值与一个特定的键key相关联。这是一个叫做 map 的更通用的数据结构的特定实现。
1、使用 Vector 储存列表
我们要讲到的第一个类型是 VecT也被称为 vector。vector 允许我们在一个单独的数据结构中储存多于一个的值它在内存中彼此相邻地排列所有的值。vector 只能储存相同类型的值。
1.1 新建 vector
为了创建一个新的空 vector可以调用 Vec::new 函数如下所示
let v: Veci32 Vec::new();这里定义了一个变量v是vector类型类型后面使用一对尖括号来表示Vector类型的泛型在这里指定的是i32类型所以变量v存储的是一组i32组成的集合。
通常我们会用初始值来创建一个 VecT 而 Rust 会推断出储存值的类型所以很少会需要这些类型注解。为了方便 Rust 提供了 vec! 宏这个宏会根据我们提供的值来创建一个新的 vector。
fn main() {let v vec![1, 2, 3, 4, 5, 6];println!({:?}, v.len()) // 6
}
因为我们提供了 i32 类型的初始值Rust 可以推断出 v 的类型是 Veci32因此类型声明就不是必须的。 1.2 更新 vector
对于新建一个 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 读取 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); // 3println!({:?}, v[100]); // index out of bounds:println!({:?}, v.get(1)); // Some(2)
}
这里有几个细节需要注意。我们使用索引值 2 来获取第三个元素因为索引是从数字 0 开始的。使用 和 [] 会得到一个索引位置元素的引用。当使用索引作为参数调用 get 方法时会得到一个可以用于 match 的 OptionT。
当我们获取了 vector 的第一个元素的不可变引用并尝试在 vector 末尾增加一个元素的时候如果尝试在函数的后面引用这个元素是行不通的
fn main() {let mut v Vec::new();v.push(1);v.push(2);v.push(3);let first v[0];v.push(100); // 报错......println!({:?}, first); // 3println!({:?}, v[100]); // index out of bounds:println!({:?}, v.get(1)); // Some(2)
}
会抛出如下错误 所以在 vector 的结尾增加新元素时在没有足够空间将所有元素依次相邻存放的情况下可能会要求分配新内存并将老的元素拷贝到新的空间中。这时第一个元素的引用就指向了被释放的内存。借用规则阻止程序陷入这种状况。
1.4 遍历 vector 中的元素
如果想要依次访问 vector 中的每一个元素我们可以遍历其所有的元素而无需通过索引一次一个的访问。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)}
}
我们也可以遍历可变 vector 的每一个元素的可变引用以便能改变它们。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]
}
修改可变引用所指向的值在使用 * 运算符之前必须使用解引用运算符*获取 i 中的值。
1.5 使用枚举来储存多种类型
vector 只能储存相同类型的值。这是很不方便的绝对会有需要储存一系列不同类型的值的用例。幸运的是枚举的成员都被定义为相同的枚举类型所以当需要在 vector 中储存不同类型值时我们可以定义并使用一个枚举看一下下面这个示例
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 在编译时就必须准确的知道 vector 中类型的原因在于它需要知道储存每个元素到底需要多少内存。第二个好处是可以准确的知道这个 vector 中允许什么类型。如果 Rust 允许 vector 存放任意类型那么当对 vector 元素执行操作时一个或多个类型的值就有可能会造成错误。
1.6 丢弃 vector 时也会丢弃其所有元素
类似于任何其他的 structvector 在其离开作用域时会被释放如下所示
{let v vec![1, 2, 3, 4];// todo
} // 超出作用域v被丢弃对应的元素值也会被丢弃
2、使用字符串储存 UTF-8 编码的文本
2.1 什么是字符串
在开始深入这些方面之前我们需要讨论一下术语 字符串 的具体意义。Rust 的核心语言中只有一种字符串类型字符串 slice str它通常以被借用的形式出现str。第四章讲到了 字符串 slices它们是一些对储存在别处的 UTF-8 编码字符串数据的引用。举例来说由于字符串字面值被储存在程序的二进制输出中因此字符串字面值也是字符串 slices。
字符串String类型由 Rust 标准库提供而不是编入核心语言它是一种可增长、可变、可拥有、UTF-8 编码的字符串类型。当 Rustaceans 提及 Rust 中的 字符串 时他们可能指的是 String 或 string slice str 类型而不仅仅是其中一种类型。虽然本节主要讨论 String但这两种类型在 Rust 的标准库中都有大量使用而且 String 和 字符串 slices 都是 UTF-8 编码的。
2.2 新建字符串
很多 Vec 可用的操作在 String 中同样可用事实上 String 被实现为一个带有一些额外保证、限制和功能的字节 vector 的封装。其中一个同样作用于 VecT 和 String 函数的例子是用来新建一个实例的 new 函数如下所示 let mut s String::new();上面创建了一个叫做 s 的空的字符串接着我们可以向其中装载数据。通常字符串会有初始数据因为我们希望一开始就有这个字符串。为此可以使用 to_string 方法它能用于任何实现了 Display trait 的类型比如字符串字面值。如下所示
fn main() {let data test string;let s data.to_string();// 该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 函数来从字符串字面值创建 String。如下所示
let data String::from(test string);2.3 更新字符串
String 的大小可以增加其内容也可以改变就像可以放入更多数据来改变 Vec 的内容一样。另外可以方便的使用 运算符或 format! 宏来拼接 String 值。
2.3.1 使用 push_str 和 push 附加字符串
可以通过 push_str 方法来附加字符串 slice从而使 String 变长如下所示
fn main() {let mut s String::from(hello );s.push_str(world);println!({}, s) // hello world
}
push 方法被定义为获取一个单独的字符作为参数并附加到 String 中。如下所示
fn main() {let mut s String::from(hell);s.push(o);println!({s});
}
2.3.2 使用 运算符或 format! 宏拼接字符串
通常你会希望将两个已知的字符串合并在一起。一种办法是像这样使用 运算符如下所示
fn main() {let h String::from(hello );let w String::from(world);let res h w;println!({res}); // hello world
}
执行完代码之后h在相加之后不再有效运算符调用时跟函数签名有关运算符使用了add函数这个函数看起来像这样 fn add(mut self, other: str) - String {self.push_str(other);self}
首先w 使用了 意味着我们使用第二个字符串的 引用 与第一个字符串相加。这是因为 add 函数的 s 参数只能将 str 和 String 相加不能将两个 String 值相加。不过等一下 —— w的类型是 String, 而不是 add 第二个参数所指定的 str。那么为什么还能编译呢
之所以能够在 add 调用中使用 w 是因为 String 可以被 强转coerced成 str。当add函数被调用时Rust 使用了一个被称为 Deref 强制转换deref coercion的技术你可以将其理解为它把 w 变成了 w[..]。因为 add 没有获取参数的所有权所以 w 在这个操作后仍然是有效的 String。
其次可以发现签名中 add 获取了 self 的所有权因为 self 没有 使用 。这意味着示例 8-18 中的 h 的所有权将被移动到 add 调用中之后就不再有效。所以虽然 let res h w; 看起来就像它会复制两个字符串并创建一个新的字符串而实际上这个语句会获取 h 的所有权附加上从 w 中拷贝的内容并返回结果的所有权。换句话说它看起来好像生成了很多拷贝不过实际上并没有这个实现比拷贝要更高效。
如果想要级联多个字符串 的行为就显得笨重了
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
}
对于更为复杂的字符串链接我们可以使用 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
在很多语言中通过索引来引用字符串中的单独字符是有效且常见的操作。然而在 Rust 中如果你尝试使用索引语法访问 String 的一部分会出现一个错误。
fn main() {let h String::from(hello );let res h[0];
} 我们可以看下字符串的实现。
pub struct String {vec: Vecu8,
}
所以在获取索引的时候并不会返回我们所期望的第一个字母而在Rust在编译过程就会阻止并报错。
2.3.4 字符串 slice
字符串索引应该返回的类型是不明确的字节值、字符、字形簇或者字符串 slice。因此如果你真的希望使用索引创建字符串 slice 时Rust 会要求你更明确一些。为了更明确索引并表明你需要一个字符串 slice相比使用 [] 和单个值的索引可以使用 [] 和一个 range 来创建含特定字节的字符串 slice
fn main() {let h Здравствуйте;let res h[0..4];println!({res}) // Зд
}
如果获取 h[0..1] 会发生什么呢答案是Rust 在运行时会 panic就跟访问 vector 中的无效索引时一样 2.3.5 遍历字符串的方法
操作字符串每一部分的最好的方法是明确表示需要字符还是字节。对于单独的 Unicode 标量值使用 chars 方法。对 “Зд” 调用 chars 方法会将其分开并返回两个 char 类型的值接着就可以遍历其结果来访问每一个元素了
fn main() {let str Здравствуйте;for i in str.chars() {println!({i}) // З д р ...}
}
另外 bytes 方法返回每一个原始字节这可能会适合你的使用场景
fn main() {let str Здравствуйте;for i in str.bytes() {println!({i}) // 208 151 ...}
}
2.3.6 字符串并不简单
总而言之字符串还是很复杂的。不同的语言选择了不同的向程序员展示其复杂性的方式。Rust 选择了以准确的方式处理 String 数据作为所有 Rust 程序的默认行为这意味着程序员们必须更多的思考如何预先处理 UTF-8 数据。这种权衡取舍相比其他语言更多的暴露出了字符串的复杂性不过也使你在开发周期后期免于处理涉及非 ASCII 字符的错误。
好消息是标准库提供了很多围绕 String 和 str 构建的功能来帮助我们正确处理这些复杂场景。请务必查看这些使用方法的文档例如 contains 来搜索一个字符串和 replace 将字符串的一部分替换为另一个字符串。
称作 String 的类型是由标准库提供的而没有写进核心语言部分它是可增长的、可变的、有所有权的、UTF-8 编码的字符串类型。当 Rustacean 们谈到 Rust 的 “字符串”时它们通常指的是 String 或字符串 slice str 类型而不特指其中某一个。虽然本部分内容大多是关于 String 的不过这两个类型在 Rust 标准库中都被广泛使用String 和字符串 slices 都是 UTF-8 编码的。
