文檔教程【免費下載鏈接】rust-by-exampleLearn Rust with examples (Live code editor included)項目地址https://gitcode.com/gh_mirrors/ru/rust-by-example點擊查看免費下載std標(biāo)準(zhǔn)庫是 Rust 語言自帶的一整套核心類型與工具集合。在 Rust By Example 教程中std章節(jié) 承接 基本類型primitives重點講解標(biāo)準(zhǔn)庫在原語之上擴充的常用自定義類型可增長的String、動態(tài)數(shù)組Vec、可選值Option、錯誤處理Result以及堆分配指針Box。讀完本文你將理解這些類型的內(nèi)存布局與設(shè)計動機掌握它們的創(chuàng)建、讀取、修改與銷毀方式并能在自己的代碼中正確選用String/str、Vec、Option/Result、HashMap、Rc/Arc等類型組合出健壯的 Rust 程序。一、從原語到標(biāo)準(zhǔn)庫std擴充了哪些類型Rust 的原語primitive類型涵蓋標(biāo)量與復(fù)合兩類基本類型一章 列出了有符號整數(shù)i8~i128/isize、無符號整數(shù)u8~u128/usize、浮點f32/f64、char、bool、單元類型()以及數(shù)組[T; N]與元組(T, U)。這些類型由語言直接提供但能力有限——比如數(shù)組長度在編譯期固定、整數(shù)除法失敗只能靠調(diào)用方自行判斷。std庫正是在這些原語之上提供的大量自定義類型大幅擴展了表達(dá)能力。Rust By Example 的 std 總覽頁 點出的核心類型包括類型示例能力與用途可增長的Stringhello world堆分配、可增長、保證合法的 UTF-8 序列可增長的向量VecT[1, 2, 3]動態(tài)數(shù)組運行時增刪元素可選類型OptionTOptioni32表示可能有值或沒有值錯誤處理類型ResultT, EResulti32, i32表達(dá)操作失敗的原因堆分配指針BoxTBoxi32在堆上分配值返回智能指針這五類類型分別對應(yīng)std章節(jié)下的 Box、棧與堆、字符串、向量 Vec、Option、Result等子章節(jié)此外還有 哈希容器 HashMap、引用計數(shù) Rc 與線程安全的 Arc 等成員。接下來逐類深入。二、堆分配與智能指針BoxT的內(nèi)存模型棧分配是默認(rèn)Box顯式上堆在 Rust 中所有值默認(rèn)在**棧stack上分配。通過BoxT可以把值裝箱boxed到堆heap**上Box是指向堆上T類型值的智能指針。當(dāng)Box離開作用域時析構(gòu)函數(shù)destructor會被調(diào)用內(nèi)部對象被銷毀堆內(nèi)存被釋放——這正是 RAII資源獲取即初始化 思想的體現(xiàn)。裝箱后的值可以用*運算符解引用解除一層間接引用。use std::mem; #[allow(dead_code)] #[derive(Debug, Clone, Copy)] struct Point { x: f64, y: f64, } // 一個矩形可由其左上角與右下角兩個點描述 #[allow(dead_code)] struct Rectangle { top_left: Point, bottom_right: Point, } fn origin() - Point { Point { x: 0.0, y: 0.0 } } fn boxed_origin() - BoxPoint { // 在堆上分配這個點并返回指向它的指針 Box::new(Point { x: 0.0, y: 0.0 }) } fn main() { // 以下類型標(biāo)注都是多余的 // 棧上分配的變量 let point: Point origin(); let rectangle: Rectangle Rectangle { top_left: origin(), bottom_right: Point { x: 3.0, y: -4.0 } }; // 堆上分配的矩形 let boxed_rectangle: BoxRectangle Box::new(Rectangle { top_left: origin(), bottom_right: Point { x: 3.0, y: -4.0 }, }); // 函數(shù)的返回值也可以被裝箱 let boxed_point: BoxPoint Box::new(origin()); // 雙重間接box 里套 box let box_in_a_box: BoxBoxPoint Box::new(boxed_origin()); println!(Point occupies {} bytes on the stack, mem::size_of_val(point)); println!(Rectangle occupies {} bytes on the stack, mem::size_of_val(rectangle)); // box 的大小 指針的大小 println!(Boxed point occupies {} bytes on the stack, mem::size_of_val(boxed_point)); println!(Boxed rectangle occupies {} bytes on the stack, mem::size_of_val(boxed_rectangle)); println!(Boxed box occupies {} bytes on the stack, mem::size_of_val(box_in_a_box)); // 把 boxed_point 中的數(shù)據(jù)復(fù)制到 unboxed_point let unboxed_point: Point *boxed_point; println!(Unboxed point occupies {} bytes on the stack, mem::size_of_val(unboxed_point)); }關(guān)鍵結(jié)論Box自身只占一個指針大小的?？臻g堆上的數(shù)據(jù)由它托管mem::size_of_val可對比棧值與 box 值的實際大小BoxPoint與BoxBoxPoint在棧上占用的字節(jié)數(shù)相同都等于指針大小用*解引用即可取出堆上的值對實現(xiàn)Copy的類型而言是復(fù)制一份。三、可增長的 UTF-8 字符串String與str兩種最常用的字符串類型Rust 最常用的兩種字符串類型是String與str字符串章節(jié) 對此有詳細(xì)說明String存儲為字節(jié)向量Vecu8但保證始終是合法的 UTF-8 序列。它堆分配、可增長、不以\0結(jié)尾區(qū)別于 C 字符串str一個字節(jié)切片[u8]總是指向合法的 UTF-8 序列。它像[T]之于VecT那樣用來查看一個String的內(nèi)容。fn main() { // 所有類型標(biāo)注都是多余的 // 指向只讀內(nèi)存中字符串的引用 let pangram: static str the quick brown fox jumps over the lazy dog; println!(Pangram: {}, pangram); // 逆序迭代單詞不分配任何新字符串 println!(Words in reverse); for word in pangram.split_whitespace().rev() { println!( {}, word); } // 把字符復(fù)制進(jìn)向量排序并去重 let mut chars: Vecchar pangram.chars().collect(); chars.sort(); chars.dedup(); // 創(chuàng)建空的、可增長的 String let mut string String::new(); for c in chars { // 在字符串末尾插入一個字符 string.push(c); // 在字符串末尾插入一段字符串 string.push_str(, ); } // 裁剪后的字符串是原字符串的切片因此不會產(chǎn)生新分配 let chars_to_trim: [char] [ , ,]; let trimmed_str: str string.trim_matches(chars_to_trim); println!(Used characters: {}, trimmed_str); // 在堆上分配一個字符串 let alice String::from(I like dogs); // 分配新的內(nèi)存并存儲修改后的字符串 let bob: String alice.replace(dog, cat); println!(Alice says: {}, alice); println!(Bob says: {}, bob); }要點String::new()創(chuàng)建空字符串push/push_str追加內(nèi)容split_whitespace().rev()、trim_matches等返回的都是原字符串的切片不會觸發(fā)新的堆分配replace則會分配新內(nèi)存生成新字符串原字符串不受影響。字面量與轉(zhuǎn)義Literals and escapes編寫帶特殊字符的字符串字面量有多種方式最終都得到相似的str因此選最方便書寫的即可。字節(jié)字符串字面量則得到[u8; N]。一般規(guī)則特殊字符用反斜杠\轉(zhuǎn)義可以加入任意字符包括不可打印字符想要字面反斜杠就寫\\字符串/字符定界符出現(xiàn)在字面量內(nèi)必須轉(zhuǎn)義如\、\。fn main() { // 可以用十六進(jìn)制轉(zhuǎn)義寫字節(jié)… let byte_escape Im writing \x52\x75\x73\x74!; println!(What are you doing\x3F (\\x3F means ?) {}, byte_escape); // …或用 Unicode 碼點。 let unicode_codepoint \u{211D}; let character_name \DOUBLE-STRUCK CAPITAL R\; println!(Unicode character {} (U211D) is called {}, unicode_codepoint, character_name ); let long_string String literals can span multiple lines. The linebreak and indentation here -\ - can be escaped too!; println!({}, long_string); }當(dāng)需要轉(zhuǎn)義的字符太多、希望原樣寫出時就用原始字符串raw string literalsfn main() { let raw_str rEscapes dont work here: \x3F \u{211D}; println!({}, raw_str); // 如果原始字符串里需要引號加一對 # 即可 let quotes r#And then I said: There is no escape!#; println!({}, quotes); // 如果字符串里含有 #就使用更多個 # 作為定界符。 // 最多可以使用 255 個 #。 let longer_delimiter r###A string with # in it. And even ##!###; println!({}, longer_delimiter); }字節(jié)字符串非 UTF-8 數(shù)據(jù)如果不需要 UTF-8 文本記住str和String必須是合法 UTF-8或想要一段以文本為主的字節(jié)數(shù)組可以使用字節(jié)字符串byte stringsuse std::str; fn main() { // 注意這并不是真正的 str let bytestring: [u8; 21] bthis is a byte string; // 字節(jié)數(shù)組沒有 Display trait打印能力有限 println!(A byte string: {:?}, bytestring); // 字節(jié)字符串支持字節(jié)轉(zhuǎn)義… let escaped b\x52\x75\x73\x74 as bytes; // …但不支持 Unicode 轉(zhuǎn)義 // let escaped b\u{211D} is not allowed; println!(Some escaped bytes: {:?}, escaped); // 原始字節(jié)字符串與原始字符串用法一致 let raw_bytestring br\u{211D} is not escaped here; println!({:?}, raw_bytestring); // 把字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換為 str 可能失敗 if let Ok(my_str) str::from_utf8(raw_bytestring) { println!(And the same as text: {}, my_str); } let _quotes br#You can also use fancier formatting, \ like with normal raw strings#; // 字節(jié)字符串不要求是 UTF-8 let shift_jis b\x82\xe6\x82\xa8\x82\xb1\x82\xbb; // SHIFT-JIS 編碼的 ようこそ // 因此它不一定能轉(zhuǎn)換成 str match str::from_utf8(shift_jis) { Ok(my_str) println!(Conversion successful: {}, my_str), Err(e) println!(Conversion failed: {:?}, e), }; }注意b...得到的是[u8; N]而非str字節(jié)轉(zhuǎn)義\xNN可用Unicode 轉(zhuǎn)義\u{...}不可用用str::from_utf8做 UTF-8 校驗轉(zhuǎn)換時結(jié)果是一個Result合法時返回Ok非法時如 Shift-JIS 字節(jié)序列返回Err。需要做字符編碼轉(zhuǎn)換時可借助encodingcrate。四、可增長數(shù)組VecT向量Vec是可調(diào)整大小的數(shù)組。與切片一樣它在編譯期長度未知但可以隨時增長或收縮。一個向量由 3 個參數(shù)表示指向數(shù)據(jù)的指針pointer長度length容量capacity容量表示向量預(yù)留了多少內(nèi)存只要長度小于容量向量就可以增長當(dāng)需要超過這一閾值時向量會被重新分配reallocated以獲得更大的容量。fn main() { // 迭代器可以收集進(jìn)向量 let collected_iterator: Veci32 (0..10).collect(); println!(Collected (0..10) into: {:?}, collected_iterator); // 用 vec! 宏初始化向量 let mut xs vec![1i32, 2, 3]; println!(Initial vector: {:?}, xs); // 在向量末尾插入新元素 println!(Push 4 into the vector); xs.push(4); println!(Vector: {:?}, xs); // 錯誤不可變向量無法增長 // collected_iterator.push(0); // len 方法返回向量當(dāng)前存儲的元素個數(shù) println!(Vector length: {}, xs.len()); // 用方括號索引索引從 0 開始 println!(Second element: {}, xs[1]); // pop 移除并返回向量的最后一個元素 println!(Pop last element: {:?}, xs.pop()); // 越界索引會觸發(fā) panic // println!(Fourth element: {}, xs[3]); // 向量可以方便地被迭代 println!(Contents of xs:); for x in xs.iter() { println!( {}, x); } // 迭代的同時可以枚舉計數(shù)i for (i, x) in xs.iter().enumerate() { println!(In position {} we have value {}, i, x); } // 借助 iter_mut可變向量可以在迭代中修改每個值 for x in xs.iter_mut() { *x * 3; } println!(Updated vector: {:?}, xs); }實操要點(0..10).collect()用迭代器收集向量push/pop增刪末尾元素len()取長度iter()產(chǎn)生不可變迭代器iter_mut()允許迭代中修改元素iter().enumerate()同時拿到下標(biāo)與值。需要特別警惕的是越界索引會 panic——這與 Go/Python 等語言的寬松行為不同是 Rust 內(nèi)存安全設(shè)計的一部分。更多的Vec方法見std::vec模塊文檔。五、可選類型OptionT程序中的某部分可能失敗但我們并不總想直接panic!。此時可以用Option枚舉優(yōu)雅地捕獲失敗。Option章節(jié) 指出OptionT只有兩個變體None表示失敗或沒有值Some(value)元組結(jié)構(gòu)體把T類型的value包起來。// 不會 panic! 的整數(shù)除法 fn checked_division(dividend: i32, divisor: i32) - Optioni32 { if divisor 0 { // 失敗用 None 變體表示 None } else { // 結(jié)果包在 Some 變體里 Some(dividend / divisor) } } // 這個函數(shù)處理可能失敗的除法 fn try_division(dividend: i32, divisor: i32) { // Option 值可以像其他枚舉一樣做模式匹配 match checked_division(dividend, divisor) { None println!({} / {} failed!, dividend, divisor), Some(quotient) { println!({} / {} {}, dividend, divisor, quotient) }, } } fn main() { try_division(4, 2); try_division(1, 0); // 把 None 綁定給變量需要類型標(biāo)注 let none: Optioni32 None; let _equivalent_none None::i32; let optional_float Some(0f32); // 解包 Some 變體會取出其中包裹的值 println!({:?} unwraps to {:?}, optional_float, optional_float.unwrap()); // 解包 None 變體會 panic! // println!({:?} unwraps to {:?}, none, none.unwrap()); }關(guān)鍵點None綁定時必須標(biāo)注類型或使用None::i32這種渦輪魚語法否則編譯器無法推斷unwrap()對Some安全取值對None則會 panic因此生產(chǎn)代碼更推薦用match、if let或?運算符處理。Option的更多進(jìn)階用法map、and_then、?等在錯誤處理章節(jié) 的option_unwrap子模塊中有完整展開。六、錯誤處理類型ResultT, E與?運算符Result兩個變體Option只能表達(dá)失敗無法說明為什么失敗。Result章節(jié) 引入Result枚舉來解決這一問題它同樣只有兩個變體Ok(value)操作成功包裹返回值value類型為TErr(why)操作失敗包裹why期望它能解釋失敗原因類型為E。mod checked { // 我們要捕獲的數(shù)學(xué)錯誤 #[derive(Debug)] pub enum MathError { DivisionByZero, NonPositiveLogarithm, NegativeSquareRoot, } pub type MathResult Resultf64, MathError; pub fn div(x: f64, y: f64) - MathResult { if y 0.0 { // 該操作會失敗把失敗原因包進(jìn) Err 返回 Err(MathError::DivisionByZero) } else { // 操作有效把結(jié)果包進(jìn) Ok Ok(x / y) } } pub fn sqrt(x: f64) - MathResult { if x 0.0 { Err(MathError::NegativeSquareRoot) } else { Ok(x.sqrt()) } } pub fn ln(x: f64) - MathResult { if x 0.0 { Err(MathError::NonPositiveLogarithm) } else { Ok(x.ln()) } } } // op(x, y) sqrt(ln(x / y)) fn op(x: f64, y: f64) - f64 { // 這是三層 match 金字塔 match checked::div(x, y) { Err(why) panic!({:?}, why), Ok(ratio) match checked::ln(ratio) { Err(why) panic!({:?}, why), Ok(ln) match checked::sqrt(ln) { Err(why) panic!({:?}, why), Ok(sqrt) sqrt, }, }, } } fn main() { // 會失敗嗎 println!({}, op(1.0, 10.0)); }示例展示了一個經(jīng)典的match 金字塔問題逐層嵌套的match讓代碼急劇膨脹、可讀性下降。?運算符把 match 金字塔壓平?運算符章節(jié) 給出了優(yōu)雅解法?用在返回Result的表達(dá)式的末尾等價于一個 match 表達(dá)式——其中Err(err)分支展開為提前return Err(From::from(err))Ok(ok)分支則展開為ok表達(dá)式。mod checked { #[derive(Debug)] enum MathError { DivisionByZero, NonPositiveLogarithm, NegativeSquareRoot, } type MathResult Resultf64, MathError; fn div(x: f64, y: f64) - MathResult { if y 0.0 { Err(MathError::DivisionByZero) } else { Ok(x / y) } } fn sqrt(x: f64) - MathResult { if x 0.0 { Err(MathError::NegativeSquareRoot) } else { Ok(x.sqrt()) } } fn ln(x: f64) - MathResult { if x 0.0 { Err(MathError::NonPositiveLogarithm) } else { Ok(x.ln()) } } // 中間函數(shù) fn op_(x: f64, y: f64) - MathResult { // 如果 div 失敗DivisionByZero 會被 return 出去 let ratio div(x, y)?; // 如果 ln 失敗NonPositiveLogarithm 會被 return 出去 let ln ln(ratio)?; sqrt(ln) } pub fn op(x: f64, y: f64) { match op_(x, y) { Err(why) panic!({}, match why { MathError::NonPositiveLogarithm logarithm of non-positive number, MathError::DivisionByZero division by zero, MathError::NegativeSquareRoot square root of negative number, }), Ok(value) println!({}, value), } } } fn main() { checked::op(1.0, 10.0); }?運算符把錯誤傳播邏輯隱藏起來任何一步失敗都會帶著對應(yīng)的錯誤值提前返回?zé)o需手寫嵌套 match。這是 Rust 現(xiàn)代錯誤處理配合From自動轉(zhuǎn)換、自定義錯誤類型的基礎(chǔ)相關(guān)話題在 錯誤處理章節(jié) 的multiple_error_types、reenter_question_mark等小節(jié)中有更系統(tǒng)的闡述。panic!與內(nèi)存安全panic!章節(jié) 演示了另一種極端情形panic!宏會生成一次 panic 并開始棧展開unwinding。展開過程中運行時通過調(diào)用線程中所有對象的析構(gòu)函數(shù)負(fù)責(zé)釋放該線程擁有的所有資源。對于單線程程序panic!會導(dǎo)致程序報告 panic 消息并退出。// 整數(shù)除法 (/) 的重實現(xiàn) fn division(dividend: i32, divisor: i32) - i32 { if divisor 0 { // 除零觸發(fā) panic panic!(division by zero); } else { dividend / divisor } } // main 任務(wù) fn main() { // 堆上分配的整數(shù) let _x Box::new(0i32); // 這個操作會觸發(fā)任務(wù)失敗 division(3, 0); println!(This point wont be reached!); // _x 應(yīng)該在此處被銷毀 }該章節(jié)還用valgrind驗證了panic!不會泄漏內(nèi)存即使程序中途 panic棧展開仍會調(diào)用析構(gòu)函數(shù)釋放所有堆資源示例輸出顯示in use at exit: 0 bytesAll heap blocks were freed -- no leaks are possible。這正是 Rust 沒有手動free也不會有泄漏的資源管理模型。七、鍵值存儲HashMap、自定義鍵類型與HashSetHashMap按鍵存取向量按下標(biāo)存值HashMap則按鍵key存值。HashMap的鍵可以是布爾、整數(shù)、字符串或任何實現(xiàn)了Eq和Hashtrait 的類型。與向量一樣HashMap可增長但它還能在空間富余時自我收縮?？梢杂肏ashMap::with_capacity(uint)指定起始容量或用HashMap::new()獲得默認(rèn)初始容量推薦做法。use std::collections::HashMap; fn call(number: str) - str { match number { 798-1364 Were sorry, the call cannot be completed as dialed. Please hang up and try again., 645-7689 Hello, this is Mr. Awesomes Pizza. My name is Fred. What can I get for you today?, _ Hi! Who is this again? } } fn main() { let mut contacts HashMap::new(); contacts.insert(Daniel, 798-1364); contacts.insert(Ashley, 645-7689); contacts.insert(Katie, 435-8291); contacts.insert(Robert, 956-1745); // 接收引用并返回 OptionV match contacts.get(Daniel) { Some(number) println!(Calling Daniel: {}, call(number)), _ println!(Dont have Daniels number.), } // HashMap::insert() 在插入新值時返回 None // 覆蓋已有值則返回 Some(value) contacts.insert(Daniel, 164-6743); match contacts.get(Ashley) { Some(number) println!(Calling Ashley: {}, call(number)), _ println!(Dont have Ashleys number.), } contacts.remove(Ashley); // HashMap::iter() 返回一個迭代器 // 產(chǎn)出 (a key, a value) 對順序任意。 for (contact, number) in contacts.iter() { println!(Calling {}: {}, contact, call(number)); } }要點insert返回被覆蓋的舊值Optionget接收引用并返回OptionVremove刪除鍵值對iter()的遍歷順序不保證。自定義鍵類型實現(xiàn)Eq與HashHashMap的自定義鍵類型小節(jié) 說明任何實現(xiàn)Eq和Hashtrait 的類型都可以作為HashMap的鍵包括bool不過只有兩個可能的鍵實用性有限int、uint及其全部變體String和str技巧用String做鍵、用str調(diào)用.get()查詢。值得注意f32和f64沒有實現(xiàn)Hash原因是浮點精度誤差會使它們作為哈希鍵極容易出錯。所有集合類只要其元素類型實現(xiàn)了Eq/Hash集合本身也會相應(yīng)實現(xiàn)例如VecT在T: Hash時實現(xiàn)Hash。為自定義類型實現(xiàn)Eq和Hash只需一行派生宏#[derive(PartialEq, Eq, Hash)]其余交給編譯器想要更精細(xì)的控制可以手寫Eq/Hash實現(xiàn)。下面是一個用結(jié)構(gòu)體作鍵的簡單登錄系統(tǒng)示例use std::collections::HashMap; // Eq 要求類型同時派生 PartialEq。 #[derive(PartialEq, Eq, Hash)] struct Accounta{ username: a str, password: a str, } struct AccountInfoa{ name: a str, email: a str, } type Accountsa HashMapAccounta, AccountInfoa; fn try_logona(accounts: Accountsa, username: a str, password: a str){ println!(Username: {}, username); println!(Password: {}, password); println!(Attempting logon...); let logon Account { username, password, }; match accounts.get(logon) { Some(account_info) { println!(Successful logon!); println!(Name: {}, account_info.name); println!(Email: {}, account_info.email); }, _ println!(Login failed!), } } fn main(){ let mut accounts: Accounts HashMap::new(); let account Account { username: j.everyman, password: password123, }; let account_info AccountInfo { name: John Everyman, email: j.everymanemail.com, }; accounts.insert(account, account_info); try_logon(accounts, j.everyman, psasword123); try_logon(accounts, j.everyman, password123); }這里Account結(jié)構(gòu)體派生PartialEq, Eq, Hash后直接成為合法的哈希鍵——這是把查詢條件本身做成鍵類型的典型手法。HashSet保證無重復(fù)的集合HashSet章節(jié) 給出一個視角可以把HashSet看作只關(guān)心鍵的HashMap實際上HashSetT就是HashMapT, ()的包裝。它的獨特之處在于保證不包含重復(fù)元素——這是所有集合類型的契約HashSet只是其中一種實現(xiàn)類似的還有BTreeSet。插入一個已存在的值新值與舊值相等且哈希相同時新值會替換舊值。集合有 4 個基本操作均返回迭代器union兩個集合中的所有唯一元素difference在第一個集合中但不在第二個集合中的元素intersection兩個集合中都有的元素symmetric_difference只出現(xiàn)在其中一個集合中的元素兩個集合的差集的并集。use std::collections::HashSet; fn main() { let mut a: HashSeti32 vec![1i32, 2, 3].into_iter().collect(); let mut b: HashSeti32 vec![2i32, 3, 4].into_iter().collect(); assert!(a.insert(4)); assert!(a.contains(4)); // HashSet::insert() 在值已存在時返回 false // assert!(b.insert(4), Value 4 is already in set B!); b.insert(5); // 若集合元素類型實現(xiàn)了 Debug集合本身也實現(xiàn) Debug // 通常以 [elem1, elem2, ...] 的形式打印 println!(A: {:?}, a); println!(B: {:?}, b); // 以任意順序打印 [1, 2, 3, 4, 5] println!(Union: {:?}, a.union(b).collect::Veci32()); // 打印 [1] println!(Difference: {:?}, a.difference(b).collect::Veci32()); // 以任意順序打印 [2, 3, 4] println!(Intersection: {:?}, a.intersection(b).collect::Veci32()); // 打印 [1, 5] println!(Symmetric Difference: {:?}, a.symmetric_difference(b).collect::Veci32()); }HashSet適合永遠(yuǎn)不想要多于一個同類事物或判斷是否已有某物的場景四種集合運算則是做去重、差集、交集分析的常用工具。八、多所有權(quán)與跨線程共享Rc與ArcRc單線程引用計數(shù)當(dāng)需要多重所有權(quán)多個所有者同時持有同一值時可以用RcReference Counting引用計數(shù)。Rc章節(jié) 指出Rc跟蹤對包裹值的引用數(shù)量即該值的所有者數(shù)量。每當(dāng)一個Rc被克隆引用計數(shù)加 1每當(dāng)一個克隆的Rc離開作用域被 drop計數(shù)減 1。當(dāng)計數(shù)歸零不再有所有者時Rc與值一起被釋放。克隆Rc從不做深拷貝——只是新增一個指向包裹值的指針并遞增計數(shù)。use std::rc::Rc; fn main() { let rc_examples Rc examples.to_string(); { println!(--- rc_a is created ---); let rc_a: RcString Rc::new(rc_examples); println!(Reference Count of rc_a: {}, Rc::strong_count(rc_a)); { println!(--- rc_a is cloned to rc_b ---); let rc_b: RcString Rc::clone(rc_a); println!(Reference Count of rc_b: {}, Rc::strong_count(rc_b)); println!(Reference Count of rc_a: {}, Rc::strong_count(rc_a)); // 兩個 Rc 內(nèi)部值相等則兩個 Rc 相等 println!(rc_a and rc_b are equal: {}, rc_a.eq(rc_b)); // 可以直接調(diào)用值的成員方法 println!(Length of the value inside rc_a: {}, rc_a.len()); println!(Value of rc_b: {}, rc_b); println!(--- rc_b is dropped out of scope ---); } println!(Reference Count of rc_a: {}, Rc::strong_count(rc_a)); println!(--- rc_a is dropped out of scope ---); } // 錯誤rc_examples 已經(jīng)移動進(jìn) rc_a // 當(dāng) rc_a 被 drop 時rc_examples 也一并被 drop // println!(rc_examples: {}, rc_examples); }關(guān)鍵點Rc::strong_count可以實時查看引用計數(shù)用Rc::clone(rc_a)而不是rc_a.clone()語義上更明確地表示僅增加引用計數(shù)注意Rc::new(rc_examples)會把原值移動進(jìn)Rc之后不能再使用原變量。Rc適用于單線程內(nèi)的共享所有權(quán)。Arc跨線程的原子引用計數(shù)當(dāng)需要在線程之間共享所有權(quán)時應(yīng)使用ArcAtomically Reference Counted原子引用計數(shù)。Arc章節(jié) 說明Arc通過Clone實現(xiàn)創(chuàng)建指向堆上值的引用指針同時遞增引用計數(shù)器因為所有權(quán)在線程間共享當(dāng)指向某個值的最后一個引用指針離開作用域時該變量才被 drop。use std::time::Duration; use std::sync::Arc; use std::thread; fn main() { // 這里聲明變量同時指定其值。 let apple Arc::new(the same apple); for _ in 0..10 { // 這里不指定新值因為它是指向堆內(nèi)存中引用的指針。 let apple Arc::clone(apple); thread::spawn(move || { // 因為使用了 Arc線程可以訪問 Arc 變量指針位置處堆分配的值。 println!({:?}, apple); }); } // 確保所有 Arc 實例都能從派生線程中打印出來。 thread::sleep(Duration::from_secs(1)); }注意與Rc的差異Arc的計數(shù)操作是原子的atomic因此可以在thread::spawn的move閉包中被安全地克隆并移入各線程示例末尾用thread::sleep等待各派生線程打印完成這是演示代碼中常用的簡單同步手段。九、在 Rust By Example 中繼續(xù)深入std庫類型的學(xué)習(xí)路徑可以沿 Rust By Example 的目錄結(jié)構(gòu)繼續(xù)延伸基礎(chǔ)類型背景基本類型 primitives標(biāo)量/復(fù)合類型、類型推斷與默認(rèn)值資源管理基礎(chǔ)RAII 與作用域、借用與生命周期Option/Result的實戰(zhàn)進(jìn)階錯誤處理章節(jié) 下的option_unwrap、result、multiple_error_types等子模塊覆蓋map、and_then、?、錯誤類型定義與裝箱等主題字符串的更多方法可查std::str與std::string模塊文檔向量更多方法見std::vec模塊哈希容器的原理可參考哈希表相關(guān)資料字面量與轉(zhuǎn)義的完整清單見 Rust 參考手冊的 Tokens 章節(jié)字符串編碼轉(zhuǎn)換可借助encodingcrate。從本文的五個核心類型String、Vec、Option、Result、Box出發(fā)你已經(jīng)掌握了 Rust 標(biāo)準(zhǔn)庫中最常用的一批數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選型與用法再配合 Rust By Example 的std目錄 下的全部子章節(jié)逐一練習(xí)即可在實際項目中自如地組合出安全、高效、可維護(hù)的 Rust 代碼。贊分享文檔教程【免費下載鏈接】rust-by-exampleLearn Rust with examples (Live code editor included)項目地址https://gitcode.com/gh_mirrors/ru/rust-by-example點擊查看免費下載相關(guān)推薦EDA工具集成實戰(zhàn)10個步驟將SkyWater PDK融入您的設(shè)計流程EDA工具集成實戰(zhàn)10個步驟將SkyWater PDK融入您的設(shè)計流程 SkyWater PDK是SkyWater Technology Foundry推出的硬件開發(fā)Sway 常用標(biāo)準(zhǔn)庫類型Result 與 Option 的完整實戰(zhàn)指南Sway 常用標(biāo)準(zhǔn)庫類型Result 與 Option 的完整實戰(zhàn)指南 Sway 的 標(biāo)準(zhǔn)庫 std https://link.gitcode.com/編程語言編譯器區(qū)塊鏈WeChatMsg微信聊天記錄導(dǎo)出免費工具4步備份你的全部聊天WeChatMsg微信聊天記錄導(dǎo)出免費工具4步備份你的全部聊天 WeChatMsg 是一款免費開源的微信聊天記錄導(dǎo)出工具純本地運行把聊天記錄導(dǎo)出為 HT文檔教程上一篇NVIDIA Profile Inspector終極指南解鎖顯卡隱藏性能的5個簡單步驟下一篇3個關(guān)鍵步驟用Universal x86 Tuning Utility徹底釋放你的電腦性能潛力創(chuàng)作聲明：本文部分內(nèi)容由AI輔助生成（AIGC），僅供參考