21、Rust 切片 slice

一个 切片( slice ) 就是指向一段 内存 的指针。

因此 切片 可用于访问内存块中 连续区间内的数据

一般情况下,能够在内存中连续区间存储数据的 数据结构 有: 数组 array向量 vector字符串 string

也就是说,切片 可以和数组、向量、字符串一起使用,它使用 数字索引 (类似于数组的下标索引)来访问它所指向的数据。

例如,切片 可以和字符串一起使用,切片 可以指向字符串中连续的一部分。这种 字符串切片 实际上是指向字符串的指针。因为是指向字符串的连续区间,所以我们要指定字符串的开始和结束位置。

访问切片内容的时候,下标索引是从 0 开始的。

切片 的大小是运行时才可知的,并不是数组那种编译时就必须告知的。

定义切片的语法

经过上面晦涩难懂的解释,我们知道切片就是指向数组、向量、字符串的连续区间。

定义一个切片的语法格式如下

let sliced_value = &data_structure[start_index..end_index]

定义切片时的几个注意事项:

1、 [start_index..end_index]是一个左闭又开区间[start_index,end_index);
2、 要注意区间的语法两个点..;
3、 start_index的最小值为0,这是因为数组、向量、字符串它们的下标访问方式也是从0开始的;
4、 end_index的最大值是数组、向量、字符串的长度;
5、 end_index所表示的索引的字符并不包含在切片里面;

切片图例

数组、向量、字符串在内存中是连续存储的,一个字符串 Tutorials 在内存中的存储类似于下图

 

从图中很直观的可以看出,字符串 Tutorials 的长度为 9,第一个字符的下标索引为 0,最后一个字符的下标索引为 8。

如果我们想访问字符串 Tutorials 中第 4 个字符开始的连续 5 个字符,使用切片,我们可以这么做

fn main() {
   let n1 = "Tutorials".to_string();
   println!("length of string is {}",n1.len());
   let c1 = &n1[4..9]; 

   // fetches characters at 4,5,6,7, and 8 indexes
   println!("{}",c1);
}

编译运行以上 Rust 代码,输出结果如下

length of string is 9
rials

切片作为函数参数

切片还可以作为函数的参数。

使用切片可以把数组、向量、字符串中的连续子集通过引用的方式传递给函数。

我们先来看一段简单的代码

fn main(){
   let data = [10,20,30,40,50];
   use_slice(&data[1..4]);
   //this is effectively borrowing elements for a while
}
fn use_slice(slice:&[i32]) { 
   // is taking a slice or borrowing a part of an array of i32s
   println!("length of slice is {:?}",slice.len());
   println!("{:?}",slice);
}

编译运行以上 Rust 代码,输出结果如下

length of slice is 3
[20, 30, 40]

上面这段代码中

1、 声明了两个函数main()和use_slice(),后者接受一个切片并打印切片的长度;
2、 首先在main()函数中声明了一个有5个元素的数组;
3、 然后调用函数use_slice()并把数组的一个切片(从下标1开始到下标3之间的元素)作为参数;

可变更切片

默认情况下 切片 是不可变更的。

虽然,看起来切片是指向原数据,但是默认情况下我们并不能改变切片的元素。

也就说默认情况下不能通过更改切片的元素来影响原数据。

但这不是绝对的,如果我们声明的原数据是可变的,同时定义切片的时候添加了 &mut 关键字,那么我们就可以通过更改切片的元素来影响原数据。

fn main(){
   let mut data = [10,20,30,40,50];
   use_slice(&mut data[1..4]);
   // passes references of 
   20, 30 and 40
   println!("{:?}",data);
}
fn use_slice(slice:&mut [i32]) {
   println!("切片的长度为:{:?}",slice.len());
   println!("{:?}",slice);
   slice[0] = 1010; // replaces 20 with 1010
}

编译运行以上 Rust 代码,输出结果如下

切片的长度为:3
[20, 30, 40]
[10, 1010, 30, 40, 50]

从上面的代码中可以看出,只要原数据是可变的,且切片声明时添加了 &mut 关键字,那么切片就是可变更的。