每日一R「11」数据结构（二）切片

Samson_bu
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今天要学习的数据结构是集合容器。像其他语言一样，容器例如数组、列表，是非常重要的数据结构。其实，只要是把某些特定的数据封装在某个数据结构中，这个数据结构就能称为容器。例如 Option 封装了存在（Some）或不存在（None）的容器。例如上节学习的 Cow，它也能看作是一个容器，封装了数据 B 的借用（Borrow）或所有权（Owned）。

容器中有一类特别重要，就是集合容器。今天我们学习的主角就是集合容器，例如：

  • 字符串、数组、列表、哈希表等
  • 切片
  • VecDeque 循环缓冲区、LinkedList 双向队列等

今天我们主要学习切片及相关的容器。

01-切片

Rust 中，切片是描述同一类型、长度不定、连续存放的一组数据，用 [T] 表示，它与定长数组的表示方式有点类似 [T; n]。切片是典型的 DST(Dynamically Sized Type)，另外一个典型是 trait object。

切片常见的用法有：

  • &[T]，只读引用
  • &mut [T]，可变引用
  • Box，分配在堆上的切片

课程中有一幅图片，形象地展示了切片与数据结构的关系：

Untitled.png

02-切片和 Iterator

切片和 Iterator 经常配合在一起使用。切片是集合数据的视图，而 Iterator 定义了对集合数据的各种操作。切片实现了 iter() 方法，可以获得切片的迭代器，对切片进行迭代。

Iterator trait 最关键的是 next() 方法和 Item 关联类型。

  • Item 定义了迭代器取出来的元素类型
  • next() 定义了迭代器迭代下一个值的方法，返回 None 时证明迭代器迭代完毕

Rust 中的迭代器一般都支持链式写法，而且迭代器是 lazy 的，即知道运行到 collect 这类方法时才真正开始执行整个链。而且 Rust 对链式调用加入了 inline 优化，以提高其执行效率。

03-&str 是一个特殊的切片

String 是一个特殊的结构，其内部通过 Vec 存储数据。对 String 进行切片，得到的切片为 &str。

String、&String、&str 的关系，通过一幅图来区别：

Untitled 1.png

04-Box<[T]>

Box<[T]> 是一个特殊的结构。它与 Vec的区别如下：

Untitled 2.png

Vec 在栈上的胖指针包含三部分内容，地址、容量和长度；而 Box<[T]> 在栈上的胖指针只包含两部分，地址和长度。

Box<[T]> 与 &[T] 有什么区别呢？

  • Box<[T]> 内存分配在堆上，及栈上胖指针指向的永远是堆中的某块地址。

  • &[T] 指向的地址可能在堆上、也可能在栈上

  • Box<[T]> 具有所有权，而 &[T] 仅是个只读借用

  • 目前生成 Box<[T]> 的方式只有一种，即

    let v = vec![1, 2, 3, 4];
let b: Box<[i32]> = v.into_boxed_slice();  //

本节课程链接：《16｜数据结构：Vec、&[T]、Box<[T]> ，你真的了解集合容器么？》

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