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快速解锁Rust Slice特性

article 2024/11/14 14:01:25

以强调安全性和性能而闻名的Rust提供了切片(Slice)的通用数据类型。切片提供了访问存储在集合（如数组、向量和字符串）中的部分数据的方法，而无需获得所有权。在本文中，我们将深入学习Slice的概念和底层原理，探索它们的语法、应用程序和示例。

理解Slice类型

在Rust中，Slice表示对集合中连续元素序列的引用。与其他一些数据类型不同，Slice不拥有它们引用的数据，这使得它轻量且高效。

数组Slice

首先通过实例说明如何从数组创建切片：

fn main() {
    let my_array = [1, 2, 3, 4, 5];

    // Creating a slice from the array
    let my_slice = &my_array[1..4]; 
    // Takes elements from index 1 to 3 (4 不包括)

    println!("Original Array: {:?}", my_array); // [1, 2, 3, 4, 5]
    println!("Slice: {:?}", my_slice); // [2, 3, 4]
}

在这个例子中，my_slice引用了my_array中的元素2、3和4。

Rust Slice 索引

Rust通过允许省略开始和结束索引，这样可以非常灵活地创建切片：

语法:

let slice = &var[start_index..end_index]; // start from `start_index` and goes up to `end_index`(exclusive)
let slice = &var[start_index..=end_index]; // start from `start_index` and goes up to `end_index`(inclusive)

忽略开始索引

let slice = &var[..3];

这表明切片从索引0开始并扩展到索引3（不排除）。

忽略结束索引

let slice = &var[2..];

这表示切片从索引2开始，一直延伸到集合的末尾。

开始和结束都忽略

let slice = &var[..];

这表示片覆盖整个向量。

可变Slice

可变切片允许对集合中的数据进行就地修改：

fn main() {
    // mutable array
    let mut colors = ["red", "green", "yellow", "white"];

    println!("original array = {:?}", colors);

    // mutable slice
    let sliced_colors = &mut colors[1..3];

    println!("original slice = {:?}", sliced_colors); // ["green", "yellow"]

    // change the value of the original slice at the first index
    sliced_colors[1] = "purple";

    println!("changed slice = {:?}", sliced_colors); // ["green", "purple"]
    println!("changed array = {:?}", colors); // ["red", "green", "purple", "white"]
}

这里，sliced_colors引用了colors数组的一部分，允许直接修改其元素，结果两者都被修改。

String Slice

String也可以使用切片能力，请看实例：

fn main() {
    let my_string = String::from("Hello, Rust!");

    // Creating a slice from the string
    let my_slice = &my_string[7..11]; 
    // Takes characters from index 7 to 10 (11 is exclusive)

    println!("Original String: {}", my_string); // Hello, Rust!
    println!("Slice: {}", my_slice); // Rust
}

在这个例子中，my_slice从my_string捕获子字符串“Rust”。

Slice 实践案例

避免不必要拷贝

fn sum_elements(data: &[i32]) -> i32 {
    let mut sum = 0;
    for &num in data {
        sum += num;
    }
    sum
}

fn main() {
    let my_array = [1, 2, 3, 4, 5];

    // Passing only the required slice
    let total = sum_elements(&my_array[1..4]);

    println!("Total: {}", total);
}

通过利用切片，可以减少对整个集合的不必要复制，从而提高效率。

排序部分数组

fn main() {
    let mut numbers = [5, 2, 8, 1, 9, 3, 7];

    // Sort a portion of the array using a slice
    numbers[2..5].sort();

    println!("Sorted Array: {:?}", numbers); // [5, 2, 1, 8, 9, 3, 7]
}