大家好,我是漁夫。
今天,讓我們一起深入學(xué)習(xí) Rust 中的切片。在 Rust 編程語(yǔ)言中,除了常見(jiàn)的 String 類(lèi)型,還有一種重要的字符串類(lèi)型:str。這種類(lèi)型通常被稱(chēng)為字符串切片(slice)。
字符串切片可以理解為對(duì)一個(gè)字符串的部分或全部的引用。這意味著切片可以有任意長(zhǎng)度,它的靈活性在某種程度上與 Golang 語(yǔ)言中的切片相似。
當(dāng)我們談?wù)撉衅囊脮r(shí),實(shí)際上我們是在引用一種特殊的指針,通常稱(chēng)為“胖指針”。這個(gè)指針不僅包含了對(duì)數(shù)據(jù)的引用,還包含了切片的長(zhǎng)度信息。
讓我們通過(guò)下面的代碼示例來(lái)具體分析這一概念,下面從 String 變量 s 創(chuàng)建了兩個(gè)切片 s1 和 s2:
fn main() { let s = String::from("hello"); let s1: &str = &s[0..3]; let s2: &str = &s[3..s.len()]; // 打印出值 println!("s = {}", s); println!("s1 = {}", s1); println!("s2 = {}", s2); // 長(zhǎng)度和容量 println!("len = {}", s.len()); println!("capacity = {}", s.capacity()); // 地址 println!("Address of s: {:p}", &s); println!("Address of s1: {:p}", s1.as_ptr()); println!("Address of s2: {:p}", s2.as_ptr());}
運(yùn)行結(jié)果:
s = hellos1 = hels2 = lolen = 5capacity = 5Address of s: 0x7ffee307b650Address of s1: 0x7f8d3ad02ab0Address of s2: 0x7f8d3ad02ab3
從例子中,可以觀察到 s1 和 s2 其實(shí)都是s 字符串的切片,是 s 的部分引用,意思就是相當(dāng)于借用了 s 的部分內(nèi)存空間。觀察這些變量的長(zhǎng)度、容量和內(nèi)存地址揭示了它們之間的關(guān)系:盡管 s1 和 s2 有不同的內(nèi)存地址,但它們是從同一原始字符串 s 中派生出來(lái)的。(畫(huà)好的圖,忘記插入了,哈哈)
再打印出 s1 和 s2 的長(zhǎng)度:
println!("len = {}", s1.len()); // 3println!("len = {}", s2.len()); // 2
可以看到切片取值情況:
Go 和 Rust 使用“切片”這個(gè)詞描述不同的概念。在 Go 中,切片結(jié)構(gòu)體既包含長(zhǎng)度信息也包含容量信息,它既可以擴(kuò)展也可以作為現(xiàn)有切片的引用,而無(wú)需擔(dān)心所有權(quán)和生命周期。Rust 則將這些功能分離:Vec<T> 是一個(gè)可增長(zhǎng)的容器,擁有其數(shù)據(jù)的所有權(quán);而 &[T] 是一個(gè)固定大小的切片,只是一個(gè)指向數(shù)據(jù)的借用。
這種區(qū)別反映了 Rust 的所有權(quán)原則,這在無(wú)GC語(yǔ)言語(yǔ)境下提供了內(nèi)存安全保障。在 Rust 中,所有權(quán)、借用和生命周期的概念是核心特性,因此 Vec 和切片必須是兩種不同的類(lèi)型。相反,Go 的類(lèi)型系統(tǒng)不強(qiáng)制執(zhí)行這些概念,因?yàn)樗蕾?lài)于垃圾收集器來(lái)管理內(nèi)存。雖然這在概念上似乎更簡(jiǎn)單,但它也隱藏了潛在的內(nèi)存管理復(fù)雜性。
Rust 之所以將 Go 中的單一切片類(lèi)型分成 Vec 和切片兩種,是為了提供更明確的內(nèi)存管理語(yǔ)義,減少引用計(jì)數(shù)導(dǎo)致的性能開(kāi)銷(xiāo)。這些設(shè)計(jì)決策與 Rust 的目標(biāo)一致,即提供零成本抽象和更細(xì)粒度的內(nèi)存控制。
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