rust的vector和hashmap詳解

更新時間：2023年03月17日 11:04:14 作者：zy010101

這篇文章主要介紹了rust的vector和hashmap,本文通過實例代碼給大家介紹的非常詳細，對大家的學習或工作具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下

動態(tài)數(shù)組Vector

在大多數(shù)語言中都會提供動態(tài)數(shù)組這樣基礎的數(shù)據(jù)結構。rust也不例外。動態(tài)數(shù)組允許我們存儲多個值，這些值在內存中一個緊挨著另一個排列。動態(tài)數(shù)組中只能存儲相同類型的元素。

創(chuàng)建動態(tài)數(shù)組

使用Vec::new()創(chuàng)建動態(tài)數(shù)組或者是使用宏vec![]創(chuàng)建數(shù)組。例如：

fn main() {
    let mut a = Vec::new();
    a.push(1);

    let b = vec![1];

    println!("a:{}", a[0]);
    println!("b:{}", b[0]);
}

rust的編譯器非常智能，它通過a.push(1)推斷出了a的類型是Vec<i32>，如果預先知道要存儲的元素個數(shù)，可以使用 Vec::with_capacity(capacity) 創(chuàng)建動態(tài)數(shù)組，這樣可以避免因為插入大量新數(shù)據(jù)導致頻繁的內存分配和拷貝，提升性能。而通過宏vec![]創(chuàng)建動態(tài)數(shù)組可在創(chuàng)建同時給予初始化值。還有一點需要注意，上例中的a是可變變量，而b是不可變變量。因此無法使用b.push來追加元素。

向數(shù)組末尾追加元素

使用push方法可以向數(shù)組末尾增加元素。需要確保數(shù)組變量是可變變量。例如：

let mut a = Vec::new();
a.push(1);

從Vector中讀取元素

讀取指定位置的元素有兩種方式可選：

通過下標索引訪問，直接獲取元素值
使用 get 方法，獲取到Option<&T>

一個實際的例子如下所示：

#![allow(unused)]
fn main() {
let v = vec![1, 2, 3, 4, 5];

let third: &i32 = &v[2];
println!("第三個元素是 {}", third);

match v.get(2) {
        Some(third) => println!("第三個元素是 {third}"),
        None => println!("去你的第三個元素，根本沒有！"),
    }
}

和其它語言一樣，集合類型的索引下標都是從 0 開始，&v[2] 表示借用 v 中的第三個元素。如果存在下標越界的可能，那么建議使用get來獲取元素，否則還是使用下標的方式會更好。

重提內存安全

讓我們首先來回顧一下rust的所有權系統(tǒng)以及引用（借用）。

所有權系統(tǒng)

Rust 中的每一個值都有一個所有者（owner）。
值在任一時刻有且只有一個所有者。
當所有者（變量）離開作用域，這個值將被丟棄。

引用規(guī)則

同一作用域，一個變量只能有一個可變引用；
在同一作用域，一個變量可以有多個不可變引用，不允許同時存在可變引用和不可變引用。

現(xiàn)在，讓我們直接看下面這段代碼。

在這里插入圖片描述

hashmap

rust標準庫提供了hashmap，和其它語言的hashmap, map, object, dict等類似。

創(chuàng)建hashmap

use std::collections::HashMap;

fn main() {
    // 創(chuàng)建一個HashMap，用于存儲寶石種類和對應的數(shù)量
    let mut my_gems = HashMap::new();
}

HashMap 并沒有包含在 Rust 的 prelude 中，因此需要使用use來引入hashmap。通過new來創(chuàng)建一個hashmap。也可以有其它的方式來創(chuàng)建hashmap。例如：

let target = [("A", 1), ("B", 2), ("C", 5), ("D", 8)];
let target = HashMap::from(target);
println!("{:?}", target);

新增鍵值對

使用insert方法即可新增鍵值對。例如:

// 將寶石類型和對應的數(shù)量寫入表中
my_gems.insert("紅寶石", 1);
my_gems.insert("藍寶石", 2);
my_gems.insert("河邊撿的誤以為是寶石的破石頭", 18);

需要注意的是 HashMap 也是內聚性的，即所有的 K 必須擁有同樣的類型，V 也是如此。跟 Vec 一樣，如果預先知道要存儲的 KV 對個數(shù)，可以使用 HashMap::with_capacity(capacity) 創(chuàng)建指定大小的 HashMap，避免頻繁的內存分配和拷貝，提升性能。

根據(jù)鍵查詢值

可以通過get方法來根據(jù)鍵名查詢值，不過get方法返回的是Option<&T>類型，需要使用unwrap來解析。例如：

println!("{:?}", my_gems.get("紅寶石").unwrap());

同時在for循環(huán)中，可以更方便的遍歷hashmap，例如：

for (k, v) in my_gems {
    println!("key is {k}, value is {v}");
}

更新hashmap中的值

fn main() {
    use std::collections::HashMap;

    let mut scores = HashMap::new();

    scores.insert("Blue", 10);

    // 覆蓋已有的值
    let old = scores.insert("Blue", 20);
    assert_eq!(old, Some(10));

    // 查詢新插入的值
    let new = scores.get("Blue");
    assert_eq!(new, Some(&20));

    // 查詢Yellow對應的值，若不存在則插入新值
    let v = scores.entry("Yellow").or_insert(5);
    assert_eq!(*v, 5); // 不存在，插入5

    // 查詢Yellow對應的值，若不存在則插入新值
    let v = scores.entry("Yellow").or_insert(50);
    assert_eq!(*v, 5); // 已經存在，因此50沒有插入
}

hashmap提供了兩個方法，其中insert方法在沒有鍵值對的情況會進行插入，有鍵值對的情況下進行覆蓋；而or_insert方法在沒有鍵值對的情況下進行插入，有鍵值對的情況下不插入。