From 37d779d94c0542b56e675183c77c2b3ed4d04515 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: sunface Date: Fri, 11 Mar 2022 13:31:21 +0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?=E6=96=B0=E5=A2=9E=E7=AB=A0=E8=8A=82=EF=BC=9AOk?= =?UTF-8?q?=20=E5=8D=95=E9=93=BE=E8=A1=A8=E6=A0=88-=E7=B1=BB=E5=9E=8B?= =?UTF-8?q?=E4=BC=98=E5=8C=96?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- src/SUMMARY.md | 9 +- src/too-many-lists/ok-stack/intro.md | 10 + .../ok-stack/type-optimizing.md | 199 ++++++++++++++++++ 3 files changed, 214 insertions(+), 4 deletions(-) create mode 100644 src/too-many-lists/ok-stack/intro.md create mode 100644 src/too-many-lists/ok-stack/type-optimizing.md diff --git a/src/SUMMARY.md b/src/SUMMARY.md index 611d70b4..580e63a3 100644 --- a/src/SUMMARY.md +++ b/src/SUMMARY.md @@ -156,10 +156,11 @@ - [手把手带你实现链表 doing](too-many-lists/intro.md) - [我们到底需不需要链表](too-many-lists/do-we-need-it.md) - [不太优秀的单向链表：栈](too-many-lists/bad-stack/intro.md) - - [数据布局](too-many-lists/bad-stack/layout.md) - - [基本操作](too-many-lists/bad-stack/basic-operations.md) - - [最后实现](too-many-lists/bad-stack/final-code.md) - + - [数据布局](too-many-lists/bad-stack/layout.md) + - [基本操作](too-many-lists/bad-stack/basic-operations.md) + - [最后实现](too-many-lists/bad-stack/final-code.md) + - [还可以的单向链表](too-many-lists/ok-stack/intro.md) + - [优化类型定义](too-many-lists/ok-stack/type-optimizing.md) - [易混淆概念解析](confonding/intro.md) diff --git a/src/too-many-lists/ok-stack/intro.md b/src/too-many-lists/ok-stack/intro.md new file mode 100644 index 00000000..921b08e7 --- /dev/null +++ b/src/too-many-lists/ok-stack/intro.md @@ -0,0 +1,10 @@ +# 还可以的单向链表 +在之前我们写了一个最小可用的单向链表，下面一起来完善下，首先创建一个新的文件 `src/second.rs`，然后在 `lib.rs` 中引入： +```rust +// in lib.rs + +pub mod first; +pub mod second; +``` + +并将 `first.rs` 中的所有内容拷贝到 `second.rs` 中。 \ No newline at end of file diff --git a/src/too-many-lists/ok-stack/type-optimizing.md b/src/too-many-lists/ok-stack/type-optimizing.md new file mode 100644 index 00000000..bd8669a7 --- /dev/null +++ b/src/too-many-lists/ok-stack/type-optimizing.md @@ -0,0 +1,199 @@ +# 优化类型定义 +首先，我们需要优化下类型的定义，可能一部分同学已经觉得之前的类型定义相当不错了，但是如果大家仔细观察下 `Link`: +```rust +enum Link { + Empty, + More(Box), +} +``` + +会发现，它其实跟 `Option>` 非常类似。 + +## Option +但是为了代码可读性，我们不能直接使用这个冗长的类型，否则代码中将充斥着 `Option>` 这种令人难堪的类型，为此可以使用类型别名。首先，将之前的代码使用新的 `Link` 进行修改： +```rust +use std::mem; + +pub struct List { + head: Link, +} + +// 类型别名，type alias +type Link = Option>; + +struct Node { + elem: i32, + next: Link, +} + +impl List { + pub fn new() -> Self { + List { head: None } + } + + pub fn push(&mut self, elem: i32) { + let new_node = Box::new(Node { + elem: elem, + next: mem::replace(&mut self.head, None), + }); + + self.head = Some(new_node); + } + + pub fn pop(&mut self) -> Option { + match mem::replace(&mut self.head, None) { + None => None, + Some(node) => { + self.head = node.next; + Some(node.elem) + } + } + } +} + +impl Drop for List { + fn drop(&mut self) { + let mut cur_link = mem::replace(&mut self.head, None); + while let Some(mut boxed_node) = cur_link { + cur_link = mem::replace(&mut boxed_node.next, None); + } + } +} +``` + +代码看上去稍微好了一些，但是 `Option` 的好处远不止这些。 + +首先，之前咱们用到了 `mem::replace` 这个让人胆战心惊但是又非常有用的函数，而 `Option` 直接提供了一个方法 `take` 用于替代它: +```rust +pub struct List { + head: Link, +} + +type Link = Option>; + +struct Node { + elem: i32, + next: Link, +} + +impl List { + pub fn new() -> Self { + List { head: None } + } + + pub fn push(&mut self, elem: i32) { + let new_node = Box::new(Node { + elem: elem, + next: self.head.take(), + }); + + self.head = Some(new_node); + } + + pub fn pop(&mut self) -> Option { + match self.head.take() { + None => None, + Some(node) => { + self.head = node.next; + Some(node.elem) + } + } + } +} + +impl Drop for List { + fn drop(&mut self) { + let mut cur_link = self.head.take(); + while let Some(mut boxed_node) = cur_link { + cur_link = boxed_node.next.take(); + } + } +} +``` + +其次，`match option { None => None, Some(x) => Some(y) }` 这段代码可以直接使用 `map` 方法代替，`map` 会对 `Some(x)` 中的值进行映射，最终返回一个新的 `Some(y)` 值。 + +> 我们往往将闭包作为参数传递给 map 方法，关于闭包可以参见[此章](https://course.rs/advance/functional-programing/closure.html) + +```rust +pub fn pop(&mut self) -> Option { + self.head.take().map(|node| { + self.head = node.next; + node.elem + }) +} +``` + +不错，看上去简洁了很多，下面运行下测试代码确保链表依然可以正常运行(这就是 TDD 的优点！) : +```shell +> cargo test + + Running target/debug/lists-5c71138492ad4b4a + +running 2 tests +test first::test::basics ... ok +test second::test::basics ... ok + +test result: ok. 2 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured +``` + +很棒，接下来让我们来解决目前链表最大的问题：只支持 i32 类型的元素值。 + +## 泛型 +为了让链表支持任何类型的元素，泛型就是绕不过去的坎，首先将所有的类型定义修改为泛型实现： +```rust +impl List { + pub fn new() -> Self { + List { head: None } + } + + pub fn push(&mut self, elem: T) { + let new_node = Box::new(Node { + elem: elem, + next: self.head.take(), + }); + + self.head = Some(new_node); + } + + pub fn pop(&mut self) -> Option { + self.head.take().map(|node| { + self.head = node.next; + node.elem + }) + } +} + +impl Drop for List { + fn drop(&mut self) { + let mut cur_link = self.head.take(); + while let Some(mut boxed_node) = cur_link { + cur_link = boxed_node.next.take(); + } + } +} +``` + +大家在修改了 `List` 的定义后，别忘了将 `impl` 中的 `List` 修改为 `List`，切记**泛型参数也是类型定义的一部分**。 + +```shell +> cargo test + + Running target/debug/lists-5c71138492ad4b4a + +running 2 tests +test first::test::basics ... ok +test second::test::basics ... ok + +test result: ok. 2 passed; 0 failed; 0 ignored; 0 measured +``` + +如上所示，截至目前，测试用例依然运行良好，尽管我们把代码修改成了更加复杂的泛型。这里有一个点特别值得注意，我们并没有修改关联函数 `new` ： +```rust +pub fn new() -> Self { + List { head: None } +} +``` + +原因是 `Self` 承载了我们所有的荣耀，`List` 时，`Self` 就代表 `List`，当变成 `List` 时，`Self` 也随之变化，代表 `List`，可以看出使用它可以让未来的代码重构变得更加简单。 +