String

字符串是比很多開發(fā)者所理解的更為復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。加上 UTF-8 的不定長編碼等原因，Rust 中的字符串并不如其它語言中那么好理解。

Rust 的核心語言中只有一種字符串類型：str。字符串 slice，它通常以被借用的形式出現(xiàn)：&str 是一些儲存在別處的 UTF-8 編碼字符串數(shù)據(jù)的引用。而 String 的類型是由標準庫提供的，而沒有寫進核心語言部分，它是可增長的、可變的、有所有權(quán)的、UTF-8 編碼的字符串類型。

?? Rust 標準庫中還包含一系列其他字符串類型，比如 OsString、OsStr、CString 和 CStr。相關(guān)庫 crate 還會提供更多儲存字符串數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型。這些字符串類型能夠以不同的編碼，或者內(nèi)存表現(xiàn)形式上以不同的形式，來存儲文本內(nèi)容。

新建字符串

• String::new()函數(shù)
• to_string()方法

let data = "initial contents";
let s = data.to_string();
// 或者
let s = String::from(data);
// 該方法也可直接用于字符串字面量：
let s = "initial contents".to_string();

更新字符串

String 的大小可以增加，其內(nèi)容也可以改變。另外，還可以使用 + 運算符或 format! 宏來拼接 String 值。

• push_str()
• push()

let mut s = String::from("foo");
let t = String::from("bar");
s.push_str(&t);
// push 方法被定義為獲取一個單獨的字符作為參數(shù)，并附加到 String 中
let mut l = String::from("lo");
l.push('l');

?? pub fn push_str(&mut self, string: &str) 方法不會獲得字符串的所有權(quán)。另外值得一提的是，t 是 &String 類型，而 push_str 方法需要的是 &str 類型的參數(shù)。為什么這段代碼能夠正常編譯呢？這里就涉及到了 解引用強制轉(zhuǎn)換（deref coercion），我們將在后面的文章中介紹它。

使用 + 運算符或 format! 宏拼接字符串

let s1 = String::from("Hello, ");
let s2 = String::from("world!");
let s3 = s1 + &s2;

你可以把他理解成 C++ 的運算符重載。在 Rust 中， + 的實現(xiàn)可能是 fn add(self, s: &str) -> String 這樣一個方法。

?? s1 的所有權(quán)將被移動到 add 調(diào)用中

如果想要級聯(lián)多個字符串，使用 + 就變得麻煩了。這時候可以使用 format! 宏：

let s1 = String::from("hello");
let s2 = String::from("the");
let s3 = String::from("world");
let s = format!("{}-{}-{}", s1, s2, s3);

索引字符串

在其他語言中，通過索引來引用字符串中的某個單獨字符是很常見的操作。但在 Rust 中，你可能會遇到問題：

這主要是因為：

• UTF-8 是不定長編碼，而 String 的實現(xiàn)是基于 Vec<u8> 的封裝：數(shù)組中每一個元素都是一個字節(jié)，但 UTF-8 中每一個漢字（或字符）都可能由一到四個字節(jié)組成
• 索引操作預(yù)期總是需要常數(shù)時間 (O(1))。但是對于 String 不可能保證這樣的性能，因為 Rust 必須從開頭到索引位置遍歷來確定有多少有效的字符。

字符串 slice

如果你真的希望使用索引創(chuàng)建字符串 slice 時，Rust 會要求你明確字符串范圍。這時你需要一個字符串 slice，使用 [] 和一個 range 來創(chuàng)建含特定字節(jié)的字符串 slice：

fn main() {
    let s1 = String::from("你好,");
    println!("{}", &s1[0..3]);  // 你
}

如果獲取 &s1[0..1] ，Rust 在運行時會 panic。因此，你應(yīng)該謹慎地使用這個操作，因為這么做可能會使你的程序崩潰。

遍歷字符串

可以使用 chars() 方法獲取該字符串的字母數(shù)組。

fn main() {
    let s1 = String::from("你好,");
    let s2 = String::from("世界!");
    let s3 = s1 + &s2; 
    for char in s3.chars() {
        println!("{}", char);
    }
}

HashMap

另外一個常用集合類型是 哈希 map（hash map）。HashMap<K, V> 類型儲存了一個鍵類型 K 對應(yīng)一個值類型 V 的映射。它通過一個 哈希函數(shù)（hashing function）來實現(xiàn)映射，決定如何將鍵和值放入內(nèi)存中。

哈希 map 適用于需要任何類型作為鍵來尋找數(shù)據(jù)的情況，而不是像 vector 那樣通過索引。

新建 HashMap

使用new 創(chuàng)建一個空的 HashMap，并使用 insert 增加元素：

use std::collections::HashMap;
let mut scores = HashMap::new();
scores.insert(String::from("Blue"), 10);
scores.insert(String::from("Yellow"), 50);

?? 必須首先 use 標準庫中集合部分的 HashMap。在這上面介紹的三個常用集合中，HashMap 是最不常用的，所以并沒有被 prelude 自動引用。標準庫中對 HashMap 的支持也相對較少，例如，并沒有內(nèi)建的構(gòu)建宏。

?? 像 vector 一樣，哈希 map 將它們的數(shù)據(jù)儲存在堆上；哈希 map 是同質(zhì)的：所有的鍵必須是相同類型，值也必須都是相同類型。

另一個構(gòu)建哈希 map 的方法是使用一個元組的 vector 的 collect 方法：

use std::collections::HashMap;
let teams  = vec![String::from("Blue"), String::from("Yellow")];
let initial_scores = vec![10, 50];
let scores: HashMap<_, _> = teams.iter().zip(initial_scores.iter()).collect();

HashMap 和 ownership

• 對于像 i32 這樣的實現(xiàn)了 Copy trait 的類型，其值可以拷貝進哈希 map。
• 對于像 String 這樣擁有所有權(quán)的值，其值將被移動而哈希 map 會成為這些值的所有者。

use std::collections::HashMap;
let field_name = String::from("Favorite color");
let field_value = String::from("Blue");
let mut map = HashMap::new();
map.insert(field_name, field_value);
// 此時 field_name 和 field_value 被移動到了 map 中

?? 如果將值的引用插入哈希 map，這些值本身將不會被移動進哈希 map。但是這些引用指向的值必須至少在哈希 map 有效時也是有效的。此時就涉及到生命周期的內(nèi)容。

訪問 HashMap 中的值

可以通過 get 方法并提供對應(yīng)的鍵來從哈希 map 中獲取值：

use std::collections::HashMap;
let mut scores = HashMap::new();
scores.insert(String::from("Blue"), 10);
scores.insert(String::from("Yellow"), 50);
let team_name = String::from("Blue");
let score = scores.get(&team_name);

get 返回 Option<V>，所以結(jié)果被裝進 Some；如果某個鍵在哈希 map 中沒有對應(yīng)的值，get 會返回 None。當獲取到結(jié)果后，就需要使用到 match 進行匹配。

更新 HashMap

在更新前，我們需要考慮以下幾種情況：

• 已有 key-value，直接覆蓋
• 只在沒有 key-value 時插入
• 利用已有 key-value 來 更新

直接覆蓋

insert() 方法：

use std::collections::HashMap;
let mut scores = HashMap::new();
scores.insert(String::from("Blue"), 10);
scores.insert(String::from("Blue"), 25);
println!("{:?}", scores);

新插入

利用 entry() 函數(shù)返回的枚舉值，調(diào)用 or_insert() 方法進行處理：

use std::collections::HashMap;
let mut scores = HashMap::new();
scores.insert(String::from("Blue"), 10);
scores.entry(String::from("Yellow")).or_insert(50);
scores.entry(String::from("Blue")).or_insert(50);
println!("{:?}", scores);

?? Entry 的 or_insert 方法在鍵對應(yīng)的值存在時就返回這個值的可變引用，如果不存在則將參數(shù)作為新值插入并返回新值的可變引用。

更新舊值

or_insert 方法事實上會返回這個鍵的值的一個可變引用（&mut V）：

// 統(tǒng)計字符串中某個單詞的出現(xiàn)次數(shù)
use std::collections::HashMap;
let text = "hello world wonderful world";
let mut map = HashMap::new();
for word in text.split_whitespace() {
    let count = map.entry(word).or_insert(0); // 之前不存在對應(yīng)關(guān)系就初始化并置計數(shù)器為0
    *count += 1; // 每次計數(shù)器加一
}
println!("{:?}", map);

?? 這里我們將這個可變引用儲存在 count 變量中，所以為了賦值必須首先使用星號（ * ）解引用 count。這個可變引用在 for 循環(huán)的結(jié)尾離開作用域，這樣所有這些改變都是安全的并符合借用規(guī)則。

總結(jié)

掌握了 Rust 中最常用的三種集合類型，現(xiàn)在你已經(jīng)可以開始進行一些包含復(fù)雜邏輯的編程了！在此過程中你可能會遇到很多錯誤。因此接下來我將介紹錯誤處理與模式匹配，并開始介紹一些測試工具和自動化測試的內(nèi)容，更多關(guān)于Rust String HashMap使用的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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