rust数组

一、定义数组

（一）一维数组

1.指定所有元素

语法格式

let variable_name: [dataType; size] = [value1,value2,value3];

例如

let arr: [i32; 4] = [10,20,30,40];

2.指定初始值和长度

所有元素具有相同的值

语法格式

let variable_name: [dataType; size] = [value; size];

例如

let arr: [i32;4] = [-1;4];

注意

数组的长度必须在编译时就是已知的，而且编译后是固定不变的。因此声明数组时长度必须是整数字面量或者整数常量。

如果数组长度是一个变量，则会编译错误。例如下面的代码

fn main() {
     let N: usize = 20;
     let arr = [0; N]; //错误: non-constant used with constant
     print!("{}",arr[10])
}

如果我们将 let 关键字修改为 const 关键字，编译就能通过了。

fn main() {
     const N: usize = 20;
     let arr = [0; N];     // 固定大小
     print!("{}",arr[10])
}

3.省略数组类型

let variable_name = [value1,value2,value3];
let variable_name = [value; size];

例如

let arr = [10,20,30,40];
let arr = [-1;4];

4.可变数组

在上面几种方式基础上添加mut关键字。

例子

fn main(){
     let mut arr:[i32;4] = [10,20,30,40];
     arr[1] = 0;
     println!("{:?}",arr);
}
输出结果如下
[10, 0, 30, 40]

（二）二维数组

1.指定所有元素

语法格式

let var: [[type; size1]; size2] = [[value1, value2...], ...];

例子

let directions: [[i32; 2]; 4] = [[-1, 0], [0, 1], [0, 1], [1, 0]];

2.指定初始值和长度

语法格式

let var: [[type; size1]; size2] = [[value; size1]; size2];

例子

let directions: [[i32; 2]; 4] = [[0; 2]; 4];

3.省略类型

语法格式

let var = [[value1, value2...], ...];
let var = [[value; size1]; size2];

例子

let directions = [[-1, 0], [0, 1], [0, 1], [1, 0]];
let directions = [[0u8; 4]; 4];

4.可变二维数组

在上面几种方式基础上添加mut

数组分配在栈上，但Rust中，栈的大小是有限制的。比如Linux下默认为8M，Windows下默认为2M。这太小了不够用。我们可以利用Box，将数组分配到堆上。

二、使用数组

（一）数组长度len()

len()用于返回数组的长度。

例子

fn main() {
    let arr:[i32;4] = [-1;4];
    println!("{}",arr.len());
    let directions: [[i32; 2]; 4] = [[0; 2]; 4];
    println!("{} {}", directions.len(), directions[0].len());
}
输出结果如下
4
4 2

（二）访问数组元素

let mut nums1 = [1; 5];
nums1[1] = 4;
println!("{}", nums1[1]);

（三）遍历数组

1.使用索引

let mut nums1 = [1; 5];
for i in 0..nums1.len() {
    println!("{} ", nums1[i]);
}
for i in 0..nums1.len() {
    nums1[i] = i;
}
println!("{:?}", nums1);

2.直接使用数组

for num in nums1 {
     print!("{} ", num);
}
println!();

3.使用数组的引用

let mut nums1 = [1; 5];
let mut i = 0;
for num in &nums1 {
    print!("{} ", num);
}
println!();
for num in &mut nums1 {
    *num = i;
    i += 1;
}
println!("{:?}", nums1);

4.使用数组的迭代器

iter()返回一个只读迭代器

for num in nums1.iter() {
     print!("{} ", num);
}
println!();

iter_mut()返回一个可写迭代器

let mut nums1 = [1; 5];
let mut i = 0;
for num in nums1.iter_mut() {
     *num = i;
     i += 1;
}
println!("{:?}", nums1);

into_iter()返回一个迭代器，但是转让所有权

let mut nums1 = [1; 5];
for num in nums1.into_iter() {
    print!("{} ", num);
}
println!();

for num in nums1

实际上等价于

for num in nums1.into_iter()

5.使用迭代器的enumerate

let mut nums1 = [1; 5];
for (pos, v) in nums1.iter().enumerate() {
    println!("nums[{}]={}", pos, v);
}
println!("{:?}", nums1);
for (pos, v) in nums1.iter_mut().enumerate() {
    *v=pos;
    println!("nums[{}]={}", pos, v);
}
println!("{:?}", nums1);

二维数组遍历：

1.使用索引

let mut grid = [[0; 5]; 5];
for i in 0..grid.len() {
    for j in 0..grid[i].len() {
         grid[i][j] = j;
         print!("{} ", grid[i][j]);
    }
    println!();
}

2.使用引用

let mut grid = [[0; 5]; 5];
for row in &grid {
    for col in row {
         print!("{} ", col);
    }
    println!();
}
let mut i = 0;
for row in &mut grid{
    for col in row {
         *col = i;
         i += 1;
         print!("{} ", col);
    }
    println!();
}

3.使用迭代器

let mut grid = [[0; 5]; 5];
for row in grid.iter() {
    for col in row.iter() {
         print!("{} ", col);
    }
    println!();
}
let mut i = 0;
for row in grid.iter_mut(){
    for col in row.iter_mut() {
         *col = i;
         i += 1;
         print!("{} ", col);
    }
    println!();
}

4.使用迭代器的enumerate

let mut grid = [[0; 5]; 5];
for (i, row) in grid.iter().enumerate() {
    for (j, col) in row.iter().enumerate() {
         print!("{}", col);
    }
    println!()
}
for (i, row) in grid.iter_mut().enumerate() {
    for (j, col) in row.iter_mut().enumerate() {
         *col = 1;
    }
}

（四）转换数组

pub fn map<F, U>(self, f: F) -> [U; N]
where
F: FnMut(T) -> U,

返回一个相同长度的数组，它的元素是由原数组元素应用f函数得到的。

如果您需要动态大小的向量，请使用Iterator::map。

关于性能和栈使用的注意事项

尽量避免在大数组上使用此方法。还要尽量避免连续使用map (例如arr.map(...).map(...))。

尽量使用Iterator::map，只有真正需要一个大小相同的新数组时，才使用[T; N]::map。

例子

let x = [1, 2, 3];
let y = x.map(|v| v + 1);
assert_eq!(y, [2, 3, 4]);
let x = [1, 2, 3];
let mut temp = 0;
let y = x.map(|v| { temp += 1; v * temp });
assert_eq!(y, [1, 4, 9]);
let x = ["Ferris", "Bueller's", "Day", "Off"];
let y = x.map(|v| v.len());
assert_eq!(y, [6, 9, 3, 3]);

（五）数组排序

因为数组能隐式转换成切片，所以切片的方法，数组都能使用。

sort()与sort_unstable()

首选sort_unstable，因为它比sort()快，并且不分配辅助内存。

例子

let mut v = [-5, 4, 1, -3, 2];
v.sort();
assert!(v == [-5, -3, 1, 2, 4]);

sort_by()与sort_unstable_by()

指定比较函数

首选sort_unstable_by()，因为它比sort_by()快，并且不分配辅助内存。

例子

let mut v = [5, 4, 1, 3, 2];
v.sort_by(|a, b| a.cmp(b));
assert!(v == [1, 2, 3, 4, 5]);
// 反向排序
v.sort_by(|a, b| b.cmp(a));
assert!(v == [5, 4, 3, 2, 1]);

sort_by_key()与sort_unstable_by_key()

指定键函数

首选sort_unstable_by_key()，因为它比sort_by_key()快，并且不分配辅助内存。

例子

let mut v = [-5i32, 4, 1, -3, 2];
v.sort_by_key(|k| k.abs());
assert!(v == [1, 2, -3, 4, -5]);

（七）其他常用方法

分割数组
let (part1, part2) = [1,2,3,4,5].split_at(2);
println!("part1={:?}", part1);//[1,2]
println!("part2={:?}", part2);//[3,4,5]

交换数组元素
let mut arr = [1,2,3,4];
arr.swap(1,2);
println!("arr: {:?}", arr);//[1, 3, 2, 4]

逆转数组
arr.reverse();
println!("arr: {:?}", arr);//[4, 2, 3, 1]

//二分查找
let index: Result<usize, usize> = [1,2,3,4,5].binary_search(&4);
//index: Ok(3)
println!("index: {:?}", index);

最后一个元素
let last_elem: Option<&i32> = [1,2,3,4,5].last();
//last elem: Some(5)
println!("last elem: {:?}", last_elem);

数组求和
let array: [i32; 10] = [1; 10];
assert_eq!(10, array.iter().sum::<i32>());

（八）数组作为函数参数

数组可以作为函数的参数。而传递方式有 传值传递 和 引用传递 两种方式。

传值传递 就是传递数组的一个副本给函数做参数，函数对副本的任何修改都不会影响到原来的数组。

引用传递 就是传递数组在内存上的位置给函数做参数，因此函数对数组的任何修改都会影响到原来的数组。

范例：传值传递

fn main() {
     let arr = [10,20,30];
     update(arr);
     println!("Inside main {:?}",arr);
}
fn update(mut arr:[i32;3]){
     for i in 0..3 {
         arr[i] = 0;
     }
     println!("Inside update {:?}",arr);
}
编译运行结果如下
Inside update [0, 0, 0]
Inside main [10, 20, 30]

范例2: 引用传递

fn main() {
     let mut arr = [10,20,30];
     update(&mut arr);
     println!("Inside main {:?}",arr);
}
fn update(arr:&mut [i32;3]){
     for i in 0..3 {
         arr[i] = 0;
     }
     println!("Inside update {:?}",arr);
}
编译运行结果如下
Inside update [0, 0, 0]
Inside main [0, 0, 0]