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Rust场景示例：为什么要使用切片类型

article 2025/2/5 1:43:00

通过对比 不用切片 和 使用切片 的场景，说明切片类型在 Rust 中的必要性：

场景：提取字符串中的单词

假设我们需要编写一个函数，从一个句子中提取第一个单词。我们将分别展示 不用切片 和 使用切片 的实现，并对比二者的差异。

1. 不用切片的问题

如果不用切片，我们需要手动跟踪单词的起始和结束索引，并将这些索引和原始字符串一起传递。这会导致以下问题：

代码冗余：需要额外传递索引和字符串。
潜在错误：索引可能超出字符串范围。
所有权问题：需要始终确保原始字符串有效。

fn main() {
    let s = String::from("Rust 是一门安全的系统编程语言");
    
    // 手动计算第一个单词的起始和结束索引
    let (word_start, word_end) = find_first_word(&s);

    // 必须确保原始字符串 `s` 始终有效，否则索引可能失效！
    // 而且因为 `word_start` 和 `word_end` 都是 `usize` 类型，所以索引可能会溢。
    // 这导致变量 `word_start` 、`word_end` 和变量`s`之间的关联关系需要开发者自己来处理。
    println!("第一个单词是: {}", &s[word_start..word_end]);
}

// 返回单词的起始和结束索引
fn find_first_word(s: &String) -> (usize, usize) {
    let bytes = s.as_bytes();
    let start = 0;
    let mut end = 0;
    
    // 查找第一个空格的位置
    for (i, &item) in bytes.iter().enumerate() {
        if item == b' ' {
            end = i;
            break;
        }
    }
    
    // 如果字符串中没有空格，整个字符串即为单词
    if end == 0 {
        end = s.len();
    }
    
    (start, end)
}

输出：

第一个单词是: Rust

问题分析：

需要手动管理索引，代码冗余且容易出错。
调用者必须确保原始字符串 s 在索引有效期内始终有效（例如，如果 s 被修改或释放，索引可能指向无效内存）。

2. 使用切片的解决方案

通过使用字符串切片 &str，我们可以直接返回对原始字符串的引用，无需手动管理索引。这解决了上述所有问题：

fn main() {
    let s = String::from("Rust 是一门安全的系统编程语言");
    
    // 直接返回字符串切片，无需索引
    let word = first_word(&s);
    
    // 切片自动保证引用的有效性
    println!("第一个单词是: {}", word);
}

// 直接返回字符串切片 &str
fn first_word(s: &str) -> &str {
    let bytes = s.as_bytes();
    
    // 查找第一个空格的位置
    for (i, &item) in bytes.iter().enumerate() {
        if item == b' ' {
            return &s[0..i];
        }
    }
    
    // 没有空格时返回整个字符串
    &s[..]
}