快捷導(dǎo)航

一文弄懂Rust之切片

更新時間：2024年03月11日 11:23:53 作者：希望_睿智

在Rust中,切片是一種非常重要的引用類型,它允許你安全地引用一段連續(xù)內(nèi)存中的數(shù)據(jù),而不需要擁有這些數(shù)據(jù)的所有權(quán),本文主要介紹了Rust之切片,感興趣的可以了解一下

概述

在Rust中，切片是一種非常重要的引用類型。它允許你安全地引用一段連續(xù)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，而不需要擁有這些數(shù)據(jù)的所有權(quán)。切片不包含分配的內(nèi)存空間，它僅僅是一個指向數(shù)據(jù)開始位置和長度的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。切片是對數(shù)組的一個連續(xù)引用，它提供了一種方便、高效的方式來操作數(shù)組的一部分。切片本身并不擁有數(shù)據(jù)，它只是原始數(shù)組的一個視圖，因此創(chuàng)建切片通常是一個低開銷的操作。

切片的聲明

在Rust中，切片的聲明格式如下。

let slice_name: [T; n] = &array[start..end];

下面，我們詳細(xì)介紹切片聲明中的各個元素。

slice_name：切片變量取的名字。

[T; n]：是一個泛型，表示一個包含n個類型為T的元素的切片。但在實際聲明中，通常不需要指定n，因為Rust會根據(jù)初始化的數(shù)據(jù)自動推斷出長度。

&array[start..end]：創(chuàng)建一個從array中的start索引到end索引（但不包含 end 索引）的切片。start和end是范圍操作符..的參數(shù)，用于定義切片的開始位置和結(jié)束位置（但不包括結(jié)束位置）。注意：start索引可以不寫，不寫時默認(rèn)為0；end索引也可以不寫，不寫時默認(rèn)為array的最后一個元素的索引。

在下面的示例代碼中，我們使用數(shù)組的切片操作創(chuàng)建了slice切片，Rust會自動推斷出slice切片的類型為：&[i32]。

fn main() {
    let array = [1, 2, 3, 4, 5];
    // 創(chuàng)建一個從索引1到索引4（不包含4）的切片
    let slice = &array[1..4];
    assert_eq!(slice, &[2, 3, 4]);
}

如果我們要聲明一個可變切片，可以使用mut關(guān)鍵字。在下面的示例代碼中，&mut表示對原始數(shù)組的一個可變引用，這意味著你可以通過這個切片修改原始數(shù)組的內(nèi)容。

fn main() {
    let mut array = [1, 2, 3, 4, 5];
    // 可變切片
    let mutable_slice = &mut array[1..4];
    // 輸出：[2, 3, 4]
    println!("{:?}", mutable_slice);
}

如果我們要聲明一個空的切片，可以使用空數(shù)組字面量來初始化。在下面的示例代碼中，empty_slice是一個空的i32類型切片。注意：我們在這里顯式指定了切片的類型，因為空切片本身不包含足夠的信息來自動推斷類型。

fn main() {
    let empty_slice: &[i32] = &[];
    // 輸出：[]
    println!("{:?}", empty_slice);
}

切片的使用

1、獲取切片的長度，可以使用len()方法。

fn main() {
    let text = "Hello, CSDN";
    let word = &text[0..5];
    let len: usize = word.len();
    // 輸出: 5
    println!("{}", len);
}

2、切片可以通過索引來訪問其內(nèi)部元素。切片的索引遵循與數(shù)組相同的規(guī)則：從0開始，并且是基于半開區(qū)間[start, end)的原則，即：包含起始索引，但不包含結(jié)束索引。

fn main() {
    let numbers = [1, 2, 3, 4, 5];
    let slice: &[i32] = &numbers[2..];
    // 輸出：3
    println!("{}", slice[0]);

    let mut mut_numbers = [1, 2, 3, 4, 5];
    let mut_slice: &mut [i32] = &mut mut_numbers[1..];
    // 修改切片中的元素
    mut_slice[0] *= 10;
    // 原始數(shù)組會被修改，輸出：20
    println!("{}", mut_numbers[1]);
}

注意：索引操作不會進(jìn)行越界檢查，如果嘗試訪問超出切片范圍的索引，將導(dǎo)致運行時錯誤。為了安全地訪問切片元素，可以使用get()方法。

fn main() {
    let numbers = [1, 2, 3, 4, 5];
    let slice: &[i32] = &numbers[2..];
    // 安全訪問切片元素
    if let Some(value) = slice.get(1) {
        // 輸出：element is: 4
        println!("element is: {}", value);
    } else {
        println!("out of bounds");
    }
}

3、切片可以通過迭代器來進(jìn)行遍歷。我們可以使用for循環(huán)配合.iter()方法來迭代不可變切片中的元素，或者使用.iter_mut()方法來迭代可變切片中的元素。

fn main() {
    let numbers = [1, 2, 3, 4, 5];
    let slice: &[i32] = &numbers[2..];
    // 輸出：3 4 5
    for number in slice.iter() {
        println!("{}", number);
    }

    let mut mut_numbers = [1, 2, 3, 4, 5];
    let mut_slice: &mut [i32] = &mut mut_numbers[..];
    // 修改切片中的元素
    for number in mut_slice.iter_mut() {
        *number *= 10;
    }

    // 輸出：[10, 20, 30, 40, 50]
    println!("{:?}", mut_numbers);
}

4、字符串切片（&str）可以通過chars()方法來迭代其中的Unicode字符。這是因為：Rust中的字符串是UTF-8編碼的，而一個Unicode字符可能由1到4個字節(jié)組成。chars()方法會返回一個實現(xiàn)了Iterator trait的結(jié)構(gòu)體，每次迭代都會返回一個char類型的值。

fn main() {
    let slice = "Hello, 霸都";
    for c in slice.chars() {
        println!("{}", c);
    }
}

另外，字符串切片還包括非常多實用的方法。

is_empty()：檢查字符串切片是否為空。
bytes()：返回一個迭代器，可以遍歷字符串字節(jié)。
starts_with(&prefix)、ends_with(&suffix)：檢查字符串切片是否以指定前綴或后綴開始/結(jié)束。
find(subslice)：查找子字符串，并返回其索引（如果存在）；否則，返回None。
contains(char) 、contains(&str)：檢查字符串切片中是否存在指定字符或子字符串。
split(char)、split_whitespace()：根據(jù)指定分隔符創(chuàng)建迭代器，每次迭代返回一個新字符串切片。
trim()、trim_start()、trim_end()：移除字符串切片開頭、結(jié)尾處的空白字符。
to_lowercase()、to_uppercase()：轉(zhuǎn)換為小寫或大寫字母形式。

這些方法具體如何使用，可參考下面的示例代碼。

fn main() {
    let slice: &str = "";
    assert!(slice.is_empty());

    for c in "Hello, 中國".chars() {
        println!("{}", c);
    }

    for byte in "hello, 中國".bytes() {
        println!("{}", byte);
    }

    let slice: &str = "Hello, CSDN";
    assert!(slice.starts_with("Hello"));
    assert!(slice.ends_with("CSDN"));

    let index = "Hello, CSDN".find(",");
    assert_eq!(index, Some(5));

    let contains1 = "Hello, CSDN".contains("Hello");
    let contains2 = "Hello, CSDN".contains('D');
    assert!(contains1 && contains2);

    // 輸出：Hello和CSDN
    for word in "Hello, CSDN".split(',') {
        println!("{}", word.trim());
    }

    let trimmed = "   Hello, CSDN   ".trim();
    assert_eq!(trimmed, "Hello, CSDN");

    let lowercased = "Hello, CSDN".to_lowercase();
    assert_eq!(lowercased, "hello, csdn");
}