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@ -1,6 +1,6 @@
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# 数组
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在日常开发中,使用最广的数据结构之一就是数组,在Rust中,最常用的数组有两个,第一个是长度固定且很快速的`array`,第二个是可动态增长的但是有一点性能损耗的`Vector`,在本书中,我们称呼`array`为数组,`Vector`为动态数组。
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在日常开发中,使用最广的数据结构之一就是数组,在Rust中,最常用的数组有两种,第一种是速度很快但是长度固定的`array`,第二种是可动态增长的但是有一点性能损耗的`Vector`,在本书中,我们称`array`为数组,`Vector`为动态数组。
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不知道你们发现没,这两个数组的关系跟`&str`与`String`的关系很像,前者是长度固定的字符串切片,后者是可动态增长的字符串。其实,在Rust中无论是`String`还是`Vector`,它们都是Rust的高级类型:集合类型,在后面章节会有详细介绍。
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@ -9,7 +9,7 @@
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- 元素必须有相同的类型
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- 依次线性排列
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这里再啰嗦一句,**我们这里说的数组是Rust的基本类型,因此长度是固定的,这个跟其他编程语言不同,而其它编程语言的数组往往对应的是Rust中的动态数组`Vector`**,希望读者大大牢记此点。
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这里再啰嗦一句,**我们这里说的数组是Rust的基本类型,是固定长度的,这点与其他编程语言不同,其它编程语言的数组往往是可变长度的,与Rust中的动态数组`Vector`类似**,希望读者大大牢记此点。
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### 创建数组
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在Rust中,数组是这样定义的:
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@ -21,7 +21,7 @@ fn main() {
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数组语法跟`javascript`很像,也跟大多数编程语言很像。由于它的元素类型大小固定,且长度也是固定,因此**数组是存储在栈上**,性能也会非常优秀。与此对应,动态数组`Vector`是存储在堆上,因此长度可以动态改变。当你不确定是使用数组还是动态数组时,那就应该使用后者,具体见[动态数组Vector](../collections/vector.md)一章.
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举个例子,在需要知道一年中各个月份名称的程序中,你很可能希望使用的是数组而不是动态数组。因为月份是固定的,它总是包含 12 个元素:
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举个例子,在需要知道一年中各个月份名称的程序中,你很可能希望使用的是数组而不是动态数组。因为月份是固定的,它总是只包含 12 个固定的元素:
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```rust
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let months = ["January", "February", "March", "April", "May", "June", "July",
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"August", "September", "October", "November", "December"];
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@ -33,13 +33,13 @@ let a: [i32; 5] = [1, 2, 3, 4, 5];
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```
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这里,数组类型是通过方括号语法声明,`i32`是元素类型,分号后面的数字`5`是数组长度,数组类型也从侧面说明了**数组的元素类型要统一,长度要固定**.
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还可以使用下面的语法初始化一个**某个值重复出现N次的数组**:
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还可以使用下面的语法初始化一个**某个值重复出现N次的数组**:
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```rust
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let a = [3; 5];
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```
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`a`数组包含`5`个元素,这些元素的初始化值为`3`,聪明的读者已经发现,这种语法跟数组类型的声明语法其实是保持一致的:`[3;5]` 和`[类型;长度]`.
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在元素重复的场景,这种写法要简单的多,否则你就得疯狂敲击键盘:`let a = [3, 3, 3, 3, 3];`,不过老板可能很喜欢你的这种疯狂编程的状态。
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在元素重复的场景,这种写法要简单的多,否则你就得疯狂敲击键盘:`let a = [3, 3, 3, 3, 3];`,不过老板可能很喜欢你的这种疯狂编程的状态。
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### 访问数组元素
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@ -52,10 +52,10 @@ fn main() {
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let second = a[1]; // 获取第二个元素
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}
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```
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此处,`first`获取到的值是`9`,`second`是`8`。
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与许多语言类似,数组的索引下标是从0开始的。此处,`first`获取到的值是`9`,`second`是`8`。
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#### 越界访问
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假如使用超出数组范围的索引访问数组元素,就发生什么?下面是一个接收用户的控制台输入,然后用于访问数组元素的例子:
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如果使用超出数组范围的索引访问数组元素,会怎么样?下面是一个接收用户的控制台输入,然后将其作为索引访问数组元素的例子:
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```rust
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use std::io;
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@ -94,13 +94,13 @@ note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace
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这就是数组访问越界,访问了数组中不存在的元素,导致Rust运行时错误。程序因此退出并显示错误消息,未执行最后的`println!`语句。
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当你尝试使用索引访问元素时,Rust 将检查你指定的索引是否小于数组长度。如果索引大于或等于数组长度,Rust会出现 panic。这种检查必须在运行时进行,尤其是在这种情况下,因为编译器无法在编译期知道用户之后运行代码时将输入什么值。
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当你尝试使用索引访问元素时,Rust 将检查你指定的索引是否小于数组长度。如果索引大于或等于数组长度,Rust会出现 panic。这种检查只能在运行时进行,比如在上面这种情况下,编译器无法在编译期知道用户运行代码时将输入什么值。
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这种就是Rust的安全特性之一。在很多系统编程语言中,并不会检查数组越界问题,你会访问到无效的内存地址获取到一个风马牛不相及的值,最终导致在程序逻辑上出现大问题,而且这种问题会非常难以检查。
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## 数组切片
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在之前的[章节](./string-slice.md#切片(slice)),我们有讲到`切片`这个概念,它允许你引用集合中的某个连续片段,而不是整个集合,对于数组也是,数组切片允许我们引用数组的一部分:
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在之前的[章节](./string-slice.md#切片(slice)),我们有讲到`切片`这个概念,它允许你引用集合中的部分连续片段,而不是整个集合,对于数组也是,数组切片允许我们引用数组的一部分:
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```rust
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let a: [i32; 5] = [1, 2, 3, 4, 5];
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@ -110,7 +110,7 @@ let slice: &[i32] = &a[1..3];
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assert_eq!(slice, &[2, 3]);
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```
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上面的数组切片`slice`的类型是`&[i32]`,与之对比,数组的类型是`[i32;5]`,简单总结下切片的特点:
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- 切片的长度与数组不同,并不是固定的,而是取决于你使用时指定的开始和结束位置
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- 切片的长度可以与数组不同,并不是固定的,而是取决于你使用时指定的起始和结束位置
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- 创建切片的代价非常小,因为切片只是针对底层数组的一个引用
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- 切片类型[T]拥有不固定的大小,而切片引用类型&[T]则具有固定的大小,因为Rust很多时候都需要固定大小数据类型,因此&[T]更有用,`&str`字符串切片也同理
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@ -148,9 +148,9 @@ fn main() {
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```
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做个总结,数组虽然很简单,但是其实还是存在几个要注意的点:
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- **数组类型容易跟数组切片混淆**,[T;n]描述了一个数组的类型,而[T]描述了切片的类型, 因为切片是运行期的数据结构,因此它不具备编译器的长度,因此不能用[T;n]的形式去描述
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- **数组类型容易跟数组切片混淆**,[T;n]描述了一个数组的类型,而[T]描述了切片的类型, 因为切片是运行期的数据结构,因此它不具备编译器的长度(这里不清楚想表达什么意思),因此不能用[T;n]的形式去描述
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- `[u8; 3]`和`[u8; 4]`是不同的类型,数组的长度也是类型的一部分
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- **在实践中,使用最多的是数组切片[T]**,我们往往通过引用的方式去使用`&[T]`,因为后者有固定的类型大小.
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- **在实际开发中,使用最多的是数组切片[T]**,我们往往通过引用的方式去使用`&[T]`,因为后者有固定的类型大小
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至此,关于数据类型部分,我们已经全部学完了,对于Rust学习而言,我们也迈出了坚定的第一步,后面将开始对更高级特性的学习。未来如果大家有疑惑需要检索知识,一样可以继续回顾过往的章节,因为本书不仅仅是一门Rust的教程,还是一本厚重的Rust工具书。
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至此,关于数据类型部分,我们已经全部学完了,对于Rust学习而言,我们也迈出了坚定的第一步,后面将开始更高级特性的学习。未来如果大家有疑惑需要检索知识,一样可以继续回顾过往的章节,因为本书不仅仅是一门Rust的教程,还是一本厚重的Rust工具书。
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