一文弄懂Rust之切片

更新时间：2024年03月11日 11:23:53 作者：希望_睿智

在Rust中,切片是一种非常重要的引用类型,它允许你安全地引用一段连续内存中的数据,而不需要拥有这些数据的所有权,本文主要介绍了Rust之切片,感兴趣的可以了解一下

概述

在Rust中，切片是一种非常重要的引用类型。它允许你安全地引用一段连续内存中的数据，而不需要拥有这些数据的所有权。切片不包含分配的内存空间，它仅仅是一个指向数据开始位置和长度的数据结构。切片是对数组的一个连续引用，它提供了一种方便、高效的方式来操作数组的一部分。切片本身并不拥有数据，它只是原始数组的一个视图，因此创建切片通常是一个低开销的操作。

切片的声明

在Rust中，切片的声明格式如下。

let slice_name: [T; n] = &array[start..end];

下面，我们详细介绍切片声明中的各个元素。

slice_name：切片变量取的名字。

[T; n]：是一个泛型，表示一个包含n个类型为T的元素的切片。但在实际声明中，通常不需要指定n，因为Rust会根据初始化的数据自动推断出长度。

&array[start..end]：创建一个从array中的start索引到end索引（但不包含 end 索引）的切片。start和end是范围操作符..的参数，用于定义切片的开始位置和结束位置（但不包括结束位置）。注意：start索引可以不写，不写时默认为0；end索引也可以不写，不写时默认为array的最后一个元素的索引。

在下面的示例代码中，我们使用数组的切片操作创建了slice切片，Rust会自动推断出slice切片的类型为：&[i32]。

fn main() {
    let array = [1, 2, 3, 4, 5];
    // 创建一个从索引1到索引4（不包含4）的切片
    let slice = &array[1..4];
    assert_eq!(slice, &[2, 3, 4]);
}

如果我们要声明一个可变切片，可以使用mut关键字。在下面的示例代码中，&mut表示对原始数组的一个可变引用，这意味着你可以通过这个切片修改原始数组的内容。

fn main() {
    let mut array = [1, 2, 3, 4, 5];
    // 可变切片
    let mutable_slice = &mut array[1..4];
    // 输出：[2, 3, 4]
    println!("{:?}", mutable_slice);
}

如果我们要声明一个空的切片，可以使用空数组字面量来初始化。在下面的示例代码中，empty_slice是一个空的i32类型切片。注意：我们在这里显式指定了切片的类型，因为空切片本身不包含足够的信息来自动推断类型。

fn main() {
    let empty_slice: &[i32] = &[];
    // 输出：[]
    println!("{:?}", empty_slice);
}

切片的使用

1、获取切片的长度，可以使用len()方法。

fn main() {
    let text = "Hello, CSDN";
    let word = &text[0..5];
    let len: usize = word.len();
    // 输出: 5
    println!("{}", len);
}

2、切片可以通过索引来访问其内部元素。切片的索引遵循与数组相同的规则：从0开始，并且是基于半开区间[start, end)的原则，即：包含起始索引，但不包含结束索引。

fn main() {
    let numbers = [1, 2, 3, 4, 5];
    let slice: &[i32] = &numbers[2..];
    // 输出：3
    println!("{}", slice[0]);

    let mut mut_numbers = [1, 2, 3, 4, 5];
    let mut_slice: &mut [i32] = &mut mut_numbers[1..];
    // 修改切片中的元素
    mut_slice[0] *= 10;
    // 原始数组会被修改，输出：20
    println!("{}", mut_numbers[1]);
}

注意：索引操作不会进行越界检查，如果尝试访问超出切片范围的索引，将导致运行时错误。为了安全地访问切片元素，可以使用get()方法。

fn main() {
    let numbers = [1, 2, 3, 4, 5];
    let slice: &[i32] = &numbers[2..];
    // 安全访问切片元素
    if let Some(value) = slice.get(1) {
        // 输出：element is: 4
        println!("element is: {}", value);
    } else {
        println!("out of bounds");
    }
}

3、切片可以通过迭代器来进行遍历。我们可以使用for循环配合.iter()方法来迭代不可变切片中的元素，或者使用.iter_mut()方法来迭代可变切片中的元素。

fn main() {
    let numbers = [1, 2, 3, 4, 5];
    let slice: &[i32] = &numbers[2..];
    // 输出：3 4 5
    for number in slice.iter() {
        println!("{}", number);
    }

    let mut mut_numbers = [1, 2, 3, 4, 5];
    let mut_slice: &mut [i32] = &mut mut_numbers[..];
    // 修改切片中的元素
    for number in mut_slice.iter_mut() {
        *number *= 10;
    }

    // 输出：[10, 20, 30, 40, 50]
    println!("{:?}", mut_numbers);
}

4、字符串切片（&str）可以通过chars()方法来迭代其中的Unicode字符。这是因为：Rust中的字符串是UTF-8编码的，而一个Unicode字符可能由1到4个字节组成。chars()方法会返回一个实现了Iterator trait的结构体，每次迭代都会返回一个char类型的值。

fn main() {
    let slice = "Hello, 霸都";
    for c in slice.chars() {
        println!("{}", c);
    }
}

另外，字符串切片还包括非常多实用的方法。

is_empty()：检查字符串切片是否为空。
bytes()：返回一个迭代器，可以遍历字符串字节。
starts_with(&prefix)、ends_with(&suffix)：检查字符串切片是否以指定前缀或后缀开始/结束。
find(subslice)：查找子字符串，并返回其索引（如果存在）；否则，返回None。
contains(char) 、contains(&str)：检查字符串切片中是否存在指定字符或子字符串。
split(char)、split_whitespace()：根据指定分隔符创建迭代器，每次迭代返回一个新字符串切片。
trim()、trim_start()、trim_end()：移除字符串切片开头、结尾处的空白字符。
to_lowercase()、to_uppercase()：转换为小写或大写字母形式。

这些方法具体如何使用，可参考下面的示例代码。

fn main() {
    let slice: &str = "";
    assert!(slice.is_empty());

    for c in "Hello, 中国".chars() {
        println!("{}", c);
    }

    for byte in "hello, 中国".bytes() {
        println!("{}", byte);
    }

    let slice: &str = "Hello, CSDN";
    assert!(slice.starts_with("Hello"));
    assert!(slice.ends_with("CSDN"));

    let index = "Hello, CSDN".find(",");
    assert_eq!(index, Some(5));

    let contains1 = "Hello, CSDN".contains("Hello");
    let contains2 = "Hello, CSDN".contains('D');
    assert!(contains1 && contains2);

    // 输出：Hello和CSDN
    for word in "Hello, CSDN".split(',') {
        println!("{}", word.trim());
    }

    let trimmed = "   Hello, CSDN   ".trim();
    assert_eq!(trimmed, "Hello, CSDN");

    let lowercased = "Hello, CSDN".to_lowercase();
    assert_eq!(lowercased, "hello, csdn");
}

总结

最后，我们来总结一下切片的特性，主要有以下几点。

1、引用类型：切片是一种引用类型，它允许我们以引用的方式访问连续内存的数据。

2、没有所有权：切片本身并不拥有数据，而是对数据的一种引用或视图。这意味着切片不会复制数据，而是直接引用原始数据，没有拷贝数据的额外开销。

3、连续内存：切片引用的是一段连续的内存分配，而不是整个集合。这使得切片能够安全、高效地访问数组，而无需复制数据。

4、可变与不可变：切片可以是可变的，也可以是不可变的，这取决于它们所引用的数据的可变性。可变切片允许修改引用的数据，而不可变切片则不允许。

5、索引与迭代：切片可以使用数字索引来访问其中的元素，索引从0开始计数。此外，切片还支持迭代，可以使用迭代器来遍历切片中的元素。

到此这篇关于一文弄懂Rust之切片的文章就介绍到这了,更多相关Rust 切片内容请搜索程序员之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持程序员之家！

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