【Rust中的容器（一）】

Rust中的容器

前言
- - Rust最常用的两个容器：
  - Rust中其他的容器：
Vector原理以及使用方法
HashMap原理以及使用方法
- - [常用操作: 创建，插入，删除，查找](#常用操作: 创建，插入，删除，查找)
总结

前言

容器即将一系列具有相同特征的数据存储在一起。在编程过程中，开发者使用到的容器种类、原理以及使用方式基本相同。

Rust最常用的两个容器：

Vector
HashMap

Rust中其他的容器：

双端队列：VecDeque

链表：LinkedList

映射：BtreeMap

集合：HashSet，BtreeSet

其他：BinaryHeap

Vector原理以及使用方法

Rust中的Vector和C++中的Vector基本一致，都可以动态扩展，都是二倍增加，都是紧密排列，都可以指定容量，非常适合在不确定数据量大小时候使用。

与之对应的是array，与C++并无二致，在声明期需要确定大小，且使用期间不可变，适合固定大小的数据，如月份等。
特点在于，rust中的vector必然要遵守rust的所有权规则

与在rust中的其他的变量一致，当数组nums超出作用域之后，将被回收。
代码示例：

rust 复制代码

{
	let nums = vec![1,1,1];
}
println!("{:?}", nums); //将会报错，因为nums已经超出作用域

rust中读取数组中的元素方式，与C++类似，既支持了index访问形式，也支持了方法访问，C++使用at(index),Rust使用get(index)，不同的是at如果超出了C++动态数组的大小，会抛出异常Out of Range ，而Get方法在Rust中会返回一个Option值 ，更安全的交给开发者做出反应。所以index适合开发者完全确认不会越界的情况下使用，而get(),适合避免越界的情况下使用。
代码示例：

rust 复制代码

fn main() {
    let nums = vec![1, 3, 2, 4, 5];
    let second = &nums[1];
    println!("{second}");
    let first = nums.get(0);
    match first {
        Some(vfirst) => println!("{}", vfirst),
        None => println!("nothing found"),
    }
}

代码示例：

rust 复制代码

fn main() {
    let mut nums = vec![1, 2, 3, 4, 5];
    let num = &nums[1];
    nums.push(6);
    println!("{num}");
}

在Rust中的借用和引用一章中，提到过在同一作用域下，可变不可变不能同时出现。结合上述代码，问题会出现在：

rust 复制代码

	nums.push(6); 
    println!("{num}");

也就是动态数组中的元素在可变引用后使用了不可变引用，将会报错：
cannot borrow nums as mutable because it is also borrowed as immutable

如此严格的原因正是由于rust的安全性，vector是可以扩展的，当push后vector扩展后将会发生内存地址变化，原来不可变引用便会失效。

有关数组的排序，初始化等不在赘述，这里有个比较重要的点需要举例说明。在泛型与特征对象中我们提到过，当特征trait作为函数返回值时，返回值无法返回不同类型的对象Rust的泛型与特征,由此展开了特征对象的概念（形如Box），使用vector时我们一般也不会仅仅存储简单类型，而是根据需求存储，具有同类特征的类型对象便是非常常用的存储方式。
代码示例：

rust 复制代码

trait Name {
    fn name(&self);
}

struct Dog {
    name: String,
}
struct Cat {
    name: String,
}

impl Name for Dog {
    fn name(&self) {
        println!("The dog's name is: {}", self.name);
    }
}
impl Name for Cat {
    fn name(&self) {
        println!("The cat's name is: {}", self.name);
    }
}
fn main() {
    let animalvec: Vec<Box<dyn Name>> = vec![
        Box::new(Dog {
            name: "Rex".to_string(),
        }),
        Box::new(Cat {
            name: "Whiskers".to_string(),
        }),
        Box::new(Dog {
            name: "Buddy".to_string(),
        }),
    ];

    for animal in &animalvec {
        animal.name();
    }
}

HashMap原理以及使用方法

Hashmap在其他语言中也及其常见和常被使用，都是使用hashtable存储键值对，并通过链式存储解决hash冲突，查找速度极快O(1).

常用操作: 创建，插入，删除，查找

代码示例：

rust 复制代码

use std::collections::HashMap;
fn main() {
    let mut mymap = HashMap::new();//创建
    mymap.insert(1, "cat");//插入
    mymap.insert(2, "dog");
    mymap.insert(3, "fish");
    mymap.remove(&2);//删除
    let cat = mymap[&1];//查询
    println!("{cat}");
    println!("{:?}", mymap); // Output: {2: "cat", 3: "fish"}
    mymap.insert(3, "Dog");//原值更新
    println!("{:?}", mymap); // Output: {2: "dog", 3: "cat"}
}

总结

上述是Rust中最最常用的两个容器的基本原理概述和使用方法和注意事项，后续会更新未说明的剩余的容器的使用方法和原理概述。

如有勘误，敬请指出。