在我们之前的Rust文章中，我们探讨了Rust是否是一种OOP语言。在这篇文章中，我们将深入探讨Rust语言的一些标准库，简称std，即HashMap和BTreeMap，以及插入和删除等基本操作。

目录。

什么是地图？
树、二叉树和BST
什么是哈希？
Rust中的BTreeMap
Rust中的HashMap

让我们开始了解Rust集合。HashMap和BTreeMap。

什么是地图？

让我们先来定义一下什么是 "地图"。在一个非常广泛和一般的意义上，映射意味着将一组项目以某种方式关联到另一组。如果你熟悉一些基本的微积分，这正是一个函数的含义。

比如说。

F(x) = x + 1

这个函数 "映射 "或将X值与通常被称为Y值的东西联系起来。X的每一个值都对应着Y的一个值。

在编程中，字典是地图的一个很好的例子。你把键和值联系起来。

树、二进制树和BST

树

如上图所示，树是一种数据结构。每个节点都包含数据和一个键。第一个节点被称为 "根 "节点。从这里开始，其余的节点都是分支。作为同一父节点的子女的节点是兄弟姐妹。没有子节点的节点被称为叶节点，位于特定分支的末端。正如你所看到的，它被称为树的原因是显而易见的。

二叉树

二叉树是基于Tree数据结构的另一种数据结构。主要也是唯一的区别是，它只允许每个节点有两个孩子。在上面的例子中，节点E、F和G都属于L节点。这就是3个孩子，意味着它不是一个二叉树。下面是二进制树的表示方法。

二进制搜索树（BST）

二进制搜索树是一种特殊的二进制树，在根节点之后，每一个加入的节点都是有序的。低值在左边，高值在右边。而且每个节点的模式都会重复，直到数值被插入到正确的位置。花点时间看看下面的图片，找到这个模式。

BT树

BT树具有二进制搜索树的所有优点，但没有每个节点只允许有两个孩子的限制。比如说...

什么是哈希？

这篇文章并不涉及密码学和散列的来龙去脉，但是我们需要谈一谈什么是散列以及它的作用，以便在HashMaps中应用这些基本知识。

从本质上讲，哈希是一种密码学形式。在密码学中，有两种加密的方式。一种是单向加密，另一种是双向加密。这是什么意思？很简单!单向加密意味着数据可以被加密，但不能被解密。双向意味着你可以对数据进行来回加密和解密。

所以......加密和解密很容易理解。你对一个信息进行编码，以将其发送给某人，并避免任何人窥探能够阅读它。然后，接收者解密它并获得信息。所以你可能会问，我为什么要用一种非常难以解密的方式来加密？这个问题很有道理!答案很简单。有时我们不需要知道信息是什么。我们只需要知道它是正确的。最好的例子是密码存储。

在过去，密码是以简单的文本存储的。意思是说，你注册了一个网站，你的密码按原样进入了一个数据库。你怎么能知道这种情况发生过，或者这种情况是否还在发生？(希望不会）。如果你试图从网站上恢复你的密码，并且他们能够将你的密码以纯文本形式发送给你......很可能他们将密码原封不动地保存在数据库中。

哈希值就是为了解决这个问题。散列是一个单向函数，它接受一个输入（根据散列函数，可选择添加一些 "盐 "或随机性）并返回一个加密的文本。这有几个有趣的特点（如果散列函数是精心设计的）。

非常非常难以逆转或猜测哈希值。意思是说，你需要猜测成千上万的输入，如果你知道是哪一个，就通过哈希函数得到它们，然后比较产生的哈希。这是很慢的，而且如果哈希值足够好，这根本不可行。(有些哈希值会比到宇宙死亡的时间还要长。那是一个漫长的计算过程！)
改变原始密码中的一个字符就会产生一个完全不同的哈希值。也就是说，"Hello "和 "hello "会产生完全不同的哈希值，而不仅仅是其中一部分的变化。
相同的输入将总是输出相同的哈希值。所以在注册后，网站会存储你的哈希值，而不是你的密码。当你试图再次登录时，网站需要做的就是通过哈希函数运行你的输入文本，并将哈希值与存储的哈希值进行比较。这样，他们就可以在不知道文本的情况下验证文本是否相同。很好吧？
如果哈希函数是精心设计的，就很难找到两个不同的输入产生相同的哈希值。这有可能吗？是的，是的，它是
在运行散列函数之前，你一般无法预测散列值会是什么。意味着你不能仅仅通过阅读输入来手动计算出哈希值。

所有这些好处都取决于散列函数。如果处理输入的哈希值的函数太简单，它就很容易被发现，被破坏，然后你就会被攻击者所摆布。

嘿嘿，这花了不少时间。我希望你还在听我说，因为理论部分已经结束了!那么...

说完了这些...

锈蚀时间!

值得庆幸的是，Rust已经将这些数据结构和功能中的一些模块实现了，这些模块在std库中都是现成的!

Rust中的BTreeMap

为了将BTreeMap数据结构带入你的程序范围，你只需要在你的文件顶部添加以下内容。

use std::collections::BTreeMap;

一旦我们将BTreeMap带入范围...全部完成!我们就可以开始自由使用它了。

BTreeMap被定义为。

let mut rpg_party = BTreeMap::new();

mut用于使BTreeMap可变，new()用于定义一个新对象。

元素的插入方式为。

rpg_party.insert("mage", "healthy");

我们可以检查一个元素是否存在。

rpg_party.contains_key("druid")

一个元素的删除方式为：。

rpg_party.remove("bard");

Rust中涉及BTreeMap的完整实现是。


// type inference lets us omit an explicit type signature (which
// would be `BTreeMap<&str, &str>` in this example).
    let mut rpg_party = BTreeMap::new();

    // First we insert some keys and values...
    rpg_party.insert("mage", "healthy");
    rpg_party.insert("warrior", "healthy");
    rpg_party.insert("rogue", "healthy");
    rpg_party.insert("bard", "healthy");

    // Do we have a Druid? Let's ask our BTree!
    if !rpg_party.contains_key("druid") {
        println!("You're missing a druid! You might want to look for one in the next tavern.");
    }

    // How big is our party?
    println!("Your party size right now is: {}.", rpg_party.len());

    // Let's remove one of our party members...
    println!("Oh no! Your bard got drunk and is now incapable of coming with you any longer.");
    rpg_party.remove("bard");

    // How big is our Party now?
    println!("Now your party size is: {}.", rpg_party.len());

    println!("--------------------"); // Just for formatting reasons!

    // Let's modify one of our values, we got ambushed!
    println!("You've been Ambushed! Your warrior tanks some damage!");

    for (key, value) in &mut rpg_party {
        if *key == "warrior" {
            *value = "wounded";
            println!("{} is now {}", key, value);
        }
    }

    println!("--------------------"); // Just for formatting reasons!

    // Let's display our current Party status
    for (key, value) in &rpg_party {
        println!("{}'s status is currently: {}", key, value);
    }

Rust中的HashMap

按照同样的思路，为了带来HashMap的结构和功能，你在文件的顶部添加以下内容

use std::collections::HashMap;

一个HashMap对象被定义为：。

let mut rpg_party = HashMap::new();

一个元素的插入方式是

rpg_party.insert("mage", "healthy");

一个元素的删除方式为:

rpg_party.remove("bard");

通过这个完整的Rust实现来了解所有的操作。

// Type inference lets us omit an explicit type signature (which
// would be `HashMap<String, String>` in this example).
let mut rpg_party = HashMap::new();

    // First we insert some keys and values...
    rpg_party.insert("mage", "healthy");
    rpg_party.insert("warrior", "healthy");
    rpg_party.insert("rogue", "healthy");
    rpg_party.insert("bard", "healthy");

    // Do we have a Druid? Let's ask our BTree!
    if !rpg_party.contains_key("druid") {
        println!("You're missing a druid! You might want to look for one in the next tavern.");
    }

    // How big is our party?
    println!("Your party size right now is: {}.", rpg_party.len());

    // Let's remove one of our party members...
    println!("Oh no! Your bard got drunk and is now incapable of coming with you any longer.");
    rpg_party.remove("bard");

    // How big is our Party now?
    println!("Now your party size is: {}.", rpg_party.len());

    println!("--------------------"); // Just for formatting reasons!

    // Let's modify one of our values, we got ambushed!
    println!("You've been Ambushed! Your warrior tanks some damage!");

    for (key, value) in &mut rpg_party {
        if *key == "warrior" {
            *value = "wounded";
            println!("{} is now {}", key, value);
        }
    }

    println!("--------------------"); // Just for formatting reasons!

    // Let's display our current Party status
    for (key, value) in &rpg_party {
        println!("{}'s status is currently: {}", key, value);
    }

下面是两个代码段的输出。

Open-Genus-Map-Example-Output

正如你所看到的，两个代码片断基本上是一样的，只是结构不同。所以你可能会问，我为什么要选择一个而不是另一个？

极其简化...如果你的键有一定的顺序，就用BTreeMap。如果没有，而你只是想要一个地图。使用HashMap!

如果你已经走到了这一步...

祝贺你!自从我们开始以来，我们已经走过了一段相当长的路程。这些数据结构有很多用途，但请始终记住。没有适合所有的尺寸。始终注意你的数据结构工具带，为手头的问题选择合适的工具。

参考资料。

关于BTreeMap文档的直接链接，请查看Rust文档的指南。

关于HashMap文档的直接链接，请查看Rust文档指南。

谢谢你的阅读，我希望能在我们的Rusty之旅的下一个目的地见到你!

Rust集合中的HashMap和BTreeMap