list
在Rust中,最常用的数组有两种,第一种是速度很快但是长度固定的array,第二种是可动态增长的但是有性能损耗的Vector,在本书中,我们称array为数组,Vector为动态数组。
数组的具体定义很简单:将多个类型相同的元素依次组合在一起,就是一个数组。结合上面的内容,可以得出数组的三要素:
- 长度固定
- 元素必须有相同的类型
- 依次线性排列
这里说的数组是Rust的基本类型,是固定长度的,这点与其他编程语言不同,其它编程语言的数组往往是可变长度的,与Rust中的动态数组Vector类似。
创建数组
let ls = [1, 2]由于数组的元素类型大小固定,且长度也是固定,因此数组array是存储在栈上,性能也会非常优秀。与此对应,动态数组Vector是存储在堆上,因此长度可以动态改变。当你不确定是使用数组还是动态数组时,那就应该使用后者。
在一些时候,还需要为数组声明类型,如下所示:
let ls: [i32; 2] = [1, 2];这里,数组类型是通过方括号语法声明,i32是元素类型,分号后面的数字 2是数组长度,数组类型也从侧面说明了数组的元素类型要统一,长度要固定。
还可以使用下面的语法初始化一个某个值重复出现N次的数组:
let ls = [3; 5];ls数组包含5个元素,这些元素的初始化值为3,聪明的读者已经发现,这种语法跟数组类型的声明语法其实是保持一致的:[3; 5]和[类型; 长度]。
访问数组元素
因为数组是连续存放元素的,因此可以通过索引的方式来访问存放其中的元素:
let ls = [1, 2, 3];
let first = ls[0];
let second = ls[1];与许多语言类似,数组的索引下标是从0开始的。此处,first获取到的值是9,second是8。
越界访问
use std::io;
fn main() {
let a = [1, 2, 3, 4, 5];
println!("Please enter an array index.");
let mut index = String::new();
// 读取控制台的输出
io::stdin()
.read_line(&mut index)
.expect("Failed to read line");
let index: usize = index
.trim()
.parse()
.expect("Index entered was not a number");
let element = a[index];
println!(
"The value of the element at index {} is: {}",
index, element
);
}使用cargo run来运行代码,因为数组只有5个元素,如果我们试图输入5去访问第6个元素,则会访问到不存在的数组元素,最终程序会崩溃退出。
当你尝试使用索引访问元素时,Rust将检查你指定的索引是否小于数组长度。如果索引大于或等于数组长度,Rust会出现panic。这种检查只能在运行时进行,比如在上面这种情况下,编译器无法在编译期知道用户运行代码时将输入什么值。
数组元素为非基础类型
学习了上面的知识,很多朋友肯定觉得已经学会了 Rust 的数组类型,但现实会给我们一记重锤,实际开发中还会碰到一种情况,就是数组元素是非基本类型的,这时候大家一定会这样写。
let array = [String::from("rust is good!"); 8];
println!("{:#?}", array);然后你会惊喜的得到编译错误。
前面几个例子都是Rust的基本类型,而基本类型在Rust中赋值是以Copy的形式,这时候你就懂了吧,let ls=[3;5]底层就是不断的Copy出来的,但很可惜复杂类型都没有深拷贝,只能一个个创建。
正确的写法,应该调用std::array::from_fn
let array: [String; 8] = std::array::from_fn(|_i| String::from("rust is good!"));
println!("{:#?}", array);数组切片
讲到切片这个概念,它允许你引用集合中的部分连续片段,而不是整个集合,对于数组也是,数组切片允许我们引用数组的一部分:
let a: [i32; 5] = [1, 2, 3, 4, 5];
let slice: &[i32] = &a[1..3];
assert_eq!(slice, &[2, 3]);上面的数组切片slice的类型是&[i32],与之对比,数组的类型是[i32;5],简单总结下切片的特点:
- 切片的长度可以与数组不同,并不是固定的,而是取决于你使用时指定的起始和结束位置。
- 创建切片的代价非常小,因为切片只是针对底层数组的一个引用。
- 切片类型
[T]拥有不固定的大小,而切片引用类型&[T]则具有固定的大小,因为Rust很多时候都需要固定大小数据类型,因此&[T]更有用,&str字符串切片也同理。
总结
fn main() {
// 编译器自动推导出one的类型
let one = [1, 2, 3];
// 显式类型标注
let two: [u8; 3] = [1, 2, 3];
let blank1 = [0; 3];
let blank2: [u8; 3] = [0; 3];
// arrays是一个二维数组,其中每一个元素都是一个数组,元素类型是[u8; 3]
let arrays: [[u8; 3]; 4] = [one, two, blank1, blank2];
// 借用arrays的元素用作循环中
for a in &arrays {
print!("{:?}: ", a);
// 将a变成一个迭代器,用于循环
// 你也可以直接用for n in a {}来进行循环
for n in a.iter() {
print!("\t{} + 10 = {}", n, n+10);
}
let mut sum = 0;
// 0..a.len,是一个 Rust 的语法糖,其实就等于一个数组,元素是从0,1,2一直增加到到a.len-1
for i in 0..a.len() {
sum += a[i];
}
println!("\t({:?} = {})", a, sum);
}
}数字中几个要注意的点:
- 数组类型容易跟数组切片混淆,
[T; n]描述了一个数组的类型,而[T]描述了切片的类型, 因为切片是运行期的数据结构,它的长度无法在编译期得知,因此不能用[T; n]的形式去描述 [u8; 3]和[u8; 4]是不同的类型,数组的长度也是类型的一部分- 在实际开发中,使用最多的是数组切片[T],我们往往通过引用的方式去使用&[T],因为后者有固定的类型大小