Rust学习笔记_16——Vector

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Vector

文章目录

    • Vector
      • [1. 创建Vector](#1. 创建Vector)
      • [2. 访问](#2. 访问)
      • [3. 修改元素](#3. 修改元素)
      • [4. 容量和长度](#4. 容量和长度)
      • [5. 遍历](#5. 遍历)
      • [6. 内存安全](#6. 内存安全)
      • [7. 性能](#7. 性能)

在Rust编程语言中,Vec<T> 是标准库中提供的动态数组类型,它是最常用的数据结构之一。Vec<T> 是一个泛型类型,T 表示数组中元素的类型。

1. 创建Vector

  • 使用vec!

    rust 复制代码
    let v: Vec<i32> = vec![1,2,3,4,5]

    vec!宏是一个方便的语法糖,用于初始化包含指定元素的Vec

  • 使用 Vec::new 方法

    rust 复制代码
    let v: Vec<i32> = Vec:new();

    这将创建一个空的 VecVec::new 返回一个默认初始化的 Vec,没有分配任何内存空间。

  • 使用 Vec::with_capacity 方法

    rust 复制代码
    let v: Vec<i32> = Vec:with_capacity(10);

    创建一个具有指定容量的 Vec,但它是空的。预先分配容量可以避免在添加元素时频繁地重新分配内存

2. 访问

通过索引访问元素

rust 复制代码
let v = vec![1, 2, 3, 4, 5];
let first = &v[0];
let second = &mut v[1];

索引访问可能会导致运行时错误(例如,如果索引超出范围),所以通常会使用 ResultOption 来处理这种情况

3. 修改元素

  • 通过push方法添加元素

    rust 复制代码
    let mut v = Vec::new();
    v.psuh(1);
    v.push(2);
  • 通过insert方法在指定位置插入元素

    rust 复制代码
    let mut v = vec![1,2,4];
    v.insert(2, 3);
    // [1,2,3,4]
  • 通过remove方法移除元素

    rust 复制代码
    let mut v = vec![1, 2, 3, 4]
    let removed = v.remove(1)

4. 容量和长度

rust 复制代码
// 获取长度
let v = vec![1, 2, 3, 4, 5];
let len = v.len(); // 结果是 5

// 获取容量
let v = vec![1, 2, 3, 4, 5];
let capacity = v.capacity(); // 返回当前分配的容量

// 预留容量
let mut v = vec![1, 2, 3];
v.reserve(10); // 预留额外的 10 个元素的容量

// 收缩到适合容量
let mut v = vec![1, 2, 3, 4, 5];
v.shrink_to_fit();

5. 遍历

  • 使用 for 循环:
rust 复制代码
let v = vec![1, 2, 3, 4, 5];
for &x in &v {
    println!("{}", x);

}
  • 使用迭代器:
rust 复制代码
let v = vec![1, 2, 3, 4, 5];
for x in v.iter() {
    println!("{}", x);

}
  • 使用 enumerate 方法:
rust 复制代码
let v = vec![1, 2, 3, 4, 5];
for (i, &x) in v.iter().enumerate() {
    println!("Element at index {}: {}", i, x);
}

6. 内存安全

Rust 的 Vec<T> 是内存安全的,因为它在编译时确保了以下几点:

  • 边界检查 :访问 Vec 元素时会进行边界检查,以防止越界访问。
  • 所有权Vec 遵循 Rust 的所有权规则,确保了内存不会被重复释放或未释放。
  • 不可变性 :默认情况下,Vec 是不可变的,需要使用 mut 关键字来声明可变 Vec

7. 性能

  • 动态数组Vec<T> 底层实现为动态数组,因此在添加或移除元素时可能会涉及内存重新分配。然而,Rust 的内存分配器相对高效,且 Vec 提供了预留容量的方法来减少重新分配的次数。
  • 缓存友好 :由于 Vec<T> 是连续存储的,所以它是缓存友好的,适合用于需要高效访问元素的数据结构。
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