Rust笔记【2】

1. vector

// generic template
Vec<T>

// craete a empty vecetor
let v: Vec<i32) = Vec::new();

// use macro vec! to create a vector, which can detect the argument type
let v = vec![1, 2, 3];

v.push(5);
v.pop();

// 使用[]，如果索引越界（无效），则panic
let n: &i32 = &v[2];
// 使用get()方法，返回Option类型，可以处理索引越界（无效）的情况，此时返回None
let n: Option<&i32> = v.get(2);

let mut v = vec![1, 2, 3];
let first = &v[0];
// ...
v.push(5); // error，不能在相同作用域内同时存在可变和不可变引用

// 遍历vector，v和i不可变
for i in &v { 
//	... 
}

// 遍历vector，v和i可变
let mut v = vec![1, 2, 3];
for i in &mut v { 
	*i += 2;
}

// vector中只能保存单一类型
// 可使用enum保存多种类型，前提是多种类型是已知的、明确的
enum SpreadsheetCell {
	Int(i32),
	Float(f64),
	Text(String),
}
let row = vec![
	SpreadsheetCell::Int(3),
	SpreadsheetCell::Text(String::from("blue")),
	SpreadsheetCell::Float(10.12),
];

2. 字符串

// 创建空字符串
let s = String::new();

// 使用字面量创建字符串，to_string()方法
let mut s = "hello".to_string();

// push string
s.push_str(" world"); // s: hello world
// push char
s.push('!'); // hello world!

// + operator
// 第一个参数移动，第二个参数引用
let s3 = s1 + &s2;

// +运算符使用了add函数
// 如果第二个参数类型是&String，会强制转换为&Str（Deref强制转换）
fn add(self, s: &str) -> String {...}

// 复杂字符串拼接用format!宏
let s = format!("{s1}-{s2}+{s3}");

// 不支持索引字符串，
let h = s[0]; // ERROR

// 可以使用字符串slice引用部分字符串
// Unicode使用可变字节数保存字母，如果索引值不是完整字母，则panic，慎用
let s = &hello[0..4];

// 遍历字符串
for c in "hello".chars() { ... }
for c in "hello".bytes() { ... }

3. Hash Map

4. 泛型，generic，template

// C++ 模板语法，和Rust对比参考
template <typename T, typename S>
T func(S s) {
	cout << "input: " << s << endl;
	return s.data();
}

template <typename T>
void func2(T t) {
	cout << "input 2: " << t << endl;
}

template <typename T>
struct Temp
{
	T data;
	Temp(T&& d): data(d) {}
	void output() {
		cout << "data: " << data << endl;
	}
};

int main()
{
	string str = "hi boy";

	// 1. 函数模板
	// 返回值类型不能自动推导，需要显式的进行模板实例化
	char* ret = func<char*, string>(str);

	// 如果没有返回类型，不需要推导，则不用显式指定模板类型参数，默认函数模板会进行类型的自动推导
	// 以下3中方式是等效的
	func2(str); 
	func2<>(str);
	func2<string>(str>;

	// 2. 类模板
	// 显式或隐式实例化类模板
	Temp<string> temp(str);
	Temp temp(str);
	
	temp.output();
}

// Rust模板定义类似C++中模板实例化的语法，没有template和typename关键字
// 函数和结构体模板定义：
// 在函数名、类名后面添加类型参数声明，模板声明方式类似c++模板显式实例化，
// 声明和显式实例化形式一致（确认？？）
// 使用模板，多数情况可以依赖编译器自动推断，不用显式指定类型参数


// 结构体方法模板定义：impl和结构体名后面同时添加类型参数声明（2个）


// 函数模板
fn largest<T> (list: &[T]) -> &T {...}

// 类模板
struct Point<T> {
	x: T,
	y: T,
}

// 类方法的泛型模板，impl后面需要提供类型参数，传递给类名的类型参数
impl<T> Point<T> {
	fn x(&self) -> &T {
		&self.x
	}
}

// 特化类型的方法模板，impl后面不需要类型声明，仅在结构体名后面添加具体特化类型的声明
impl Point<f32> {
	fn distance_from_origin(&self) -> f32 {
		(self.x.powi(2) + self.y.powi(2)).sqrt()
	}
}

// impl中指定的类型参数，不同于方法名后面的类型参数，可以分别指定
// impl中的类型参数是类型的类型参数（下例中和Point指定的类型参数一致）
impl<X1, Y1> Point<X1, Y1> {
	fn mixup<X2, Y2>(self, other: Point<X2, Y2>) -> Point<X1, Y2> {
		Point {
			x: self.x,
			y: other.y,
		}
	}
}

5. 闭包

// 定义函数语法，和闭包语法对比
fn function(x: i32) -> i32 { x+1 }

// 闭包完整定义和函数fn定义类似，差别：
// 1- 把参数列表()换为||
// 2- 给闭包变量赋值时末尾需要分号，如果在入参时定义匿名闭包，不需要分号
let lambda1 = |x: i32| -> i32 { x+1 };

// 省略类型：可省略入参和返回值类型，由编译器推断
// 在作用域内，必须被调用，编译器才能推断类型。如果只有定义，没有调用，会报错。
let lambda2 = |x| { x+1 };

// 省略类型和大括号：只有一个表达式，可省略函数体的大括号{}
let lambda3 = |x| x+1;


// 在一个作用域内，如果可以推断不同的类型，报错
// 注意：闭包只是省略类型，由编译器推断出一种类型，不同于C++中的泛型lambda，后者可以生成适配多种类型的函数
let closure = |x| x;
let a = closure(String::from("hello"));
let b = closure(123);

// 闭包有3中捕获变量的方式：不可变引用、可变引用、移动所有权
let list = Vec![1, 2, 3];
let only_borrow = || println!("readonly: {:?}", list);

let mut borrows_mutably = || list.push(7);

thread::spawn(move || println!("move: {:?}", list)).join().unwrap();

3种捕获方式，可对应3种trait：
1） FnOnce：
被调用一次，
所有闭包至少实现这个trait，
将捕获的值移出闭包体，只实现FnOnce trait

2）FnMut
不会将捕获值移出闭包体
可能会修改捕获值
可调用多次

3）Fn
适用于捕获值既不移出闭包体，也不会修改
多次调用
适用于多次并发场景

// Option的unwrap_or_else方法定义
impl<T> Option<T> {
	pub fn unwrap_or_else<F> (self, f:F) -> T 
	where 
		F: FnOnce() -> T
	{
		match self {
			Some(x) => x,
			None => f(),
		}
	}
}

Rust种函数也是对象，在需要闭包实参的地方，也可以传函数或者方法名：

unwrap_or_else(Vec::new)

#[derive(Debug)]
struct Rect {
	width: i32,
	height: i32,
}

let mut RectList = vec![
	Rect { width: 1, height: 2, },
	Rect { width: 10, height: 20, },
	Rect { width: 100, height: 200, },
];
// 通过闭包，对结构体的一个成员进行排序
list.sort_by_key(|r| r.width);

6. 迭代器

// Iterator trait只要求定义一个方法：next
// type Item和Self::Item定义trait关联类型
pub trait Iterator {
	type Item;
	fn next(&mut self) -> Option<Self::Item>;
	...
}

let v = vec![1, 2, 3];

let i = v.iter();		// 不可变引用
let i = v.iter_mut(); 	// 可变引用
let i = v.into_iter();	// 获取所有权
for val in i { ... }

适配器是惰性的，需要调用消费适配器的方法，才会实际执行。

let total: i32 = v.iter().sum();

迭代器适配器，把当前迭代器转换为不同类型迭代器，可链式调用。

let v2: Vec<_> = v1.iter().map(|x| x+1).collect();

let v3: Vec<_> = v1.into_iter().filter(|x| x>10).collect();