【Rust】切片类型

思维导图

1. 切片类型概述

2. 函数示例：获取字符串中的第一个单词

2.1 问题描述

2.2 初步实现

2.3 代码实现

3. 切片的引入

3.1 切片的定义

3.2 切片的优势

3.3 改进后的函数

4. 函数参数的通用性

4.1 改进函数签名

4.2 示例代码

5. 其他切片类型

5.1 数组切片

6. &String与&str的区别

思维导图

1. 切片类型概述

切片是一种引用类型，允许我们引用集合（如字符串、数组等）中的连续元素序列，而不需要引用整个集合。切片本身并不拥有数据，因此它不会转移所有权。这种特性使得切片在处理大型数据集时非常高效，同时避免了不必要的内存复制。

2. 函数示例：获取字符串中的第一个单词

2.1 问题描述

编写一个函数，该函数接受一个由空格分隔的字符串，并返回第一个单词。如果字符串中没有空格，则返回整个字符串。

2.2 初步实现

函数签名为 fn first_word(s: &String) -> ?。
通过将字符串转换为字节数组，逐个检查字节是否为空格，以找到第一个单词的结束位置。

2.3 代码实现

fn first_word(s: &String) -> usize {let bytes = s.as_bytes();[7][8]for (i, &item) in bytes.iter().enumerate() {if item == b' ' {return i;}}s.len()
}

该函数返回第一个单词结束的字节索引，但存在潜在问题：返回的索引与字符串的状态不再相关联。如果字符串被修改，索引可能会失效，导致程序错误。

3. 切片的引入

3.1 切片的定义

字符串切片是对字符串部分的引用，形式为 &s[start..end]，其中 start 和 end 是切片的起始和结束位置。切片内部存储了起始位置和长度信息，确保引用的有效性。

3.2 切片的优势

使用切片可以避免因索引失效而导致的错误。切片的类型为 &str，可以确保返回的引用始终有效。此外，切片的使用使得代码更加简洁和易读。

3.3 改进后的函数

fn first_word(s: &String) -> &str {let bytes = s.as_bytes();[7][8]for (i, &item) in bytes.iter().enumerate() {if item == b' ' {return &s[0..i];}}&s[..]
}

该函数返回字符串切片，确保了返回值与原字符串的有效性。通过使用切片，我们避免了返回索引可能带来的问题，同时提高了代码的健壮性。

4. 函数参数的通用性

4.1 改进函数签名

为了增强函数的通用性和灵活性，我们可以更改函数签名为 fn first_word(s: &str) -> &str。这样，函数不仅可以接受 String 类型的引用，还可以接受字符串字面量和其他字符串切片。

4.2 示例代码

fn first_word(s: &str) -> &str {let bytes = s.as_bytes();for (i, &item) in bytes.iter().enumerate() {if item == b' ' {return &s[0..i];}}&s[..]
}

该实现支持对字符串和字符串切片的调用，增强了函数的通用性。例如，我们可以这样调用函数：

let my_string = String::from("hello world");
let word = first_word(&my_string[..]);
let word = first_word("hello world");

5. 其他切片类型

5.1 数组切片

Rust中还有其他切片类型，例如数组切片，使用方法类似：

let a = [1, 2, 3, 4, 5];
let slice = &a[1..3]; // slice为 [2, 3]

6. &String与&str的区别

特性	&String	&str
类型	对String的引用	字符串切片，可以是String的一部分或字符串字面量
所有权	引用String的所有权	不拥有数据，只是一个视图
内存分布	指向String的指针（包含长度和容量）	指向字符串数据的指针和长度
灵活性	只能引用String类型	可以引用String或字符串字面量
使用场景	明确需要String引用时使用	通用字符串引用，推荐用于函数参数