Rust语言集合数据结构详解（从零开始掌握Rust集合类型与常用操作）

什么是集合？

在编程中，“集合”是指可以存储多个值的数据结构。Rust 标准库提供了多种集合类型，每种都有其特定用途：

• Vec<T>：可变长度的数组，支持动态增删元素。
• HashMap<K, V>：键值对集合，用于通过唯一键快速查找值。
• String：虽然不是传统意义上的“集合”，但它本质上是 UTF-8 字节的集合，也属于可增长的集合类型。

1. Vec（向量）——最常用的动态数组

Rust Vec 是最基础、最常用的集合类型。它允许你在运行时动态添加或删除元素，所有元素在内存中连续存储，访问速度快。

创建和初始化 Vec

// 方法1：使用宏 vec!let v1 = vec![1, 2, 3];// 方法2：使用 Vec::new() 创建空向量let mut v2: Vec = Vec::new();v2.push(1);v2.push(2);// 方法3：使用 with_capacity 预分配容量（提升性能）let mut v3 = Vec::with_capacity(10);  

访问和修改元素

let mut numbers = vec![10, 20, 30];// 通过索引访问（注意：越界会 panic）println!("第一个元素: {}", numbers[0]);// 使用 get 方法安全访问（返回 Option）match numbers.get(1) {    Some(value) => println!("第二个元素: {}", value),    None => println!("索引超出范围！"),}// 修改元素numbers[0] = 100;// 添加新元素numbers.push(40);// 删除最后一个元素numbers.pop(); // 返回 Option<i32>  

2. HashMap——高效的键值存储

Rust HashMap 是一种无序的键值对集合，常用于需要通过唯一键快速查找值的场景，比如缓存、配置项管理等。

创建和使用 HashMap

use std::collections::HashMap;let mut scores = HashMap::new();// 插入键值对scores.insert(String::from("Alice"), 95);scores.insert(String::from("Bob"), 87);// 获取值match scores.get(&String::from("Alice")) {    Some(score) => println!("Alice 的分数是: {}", score),    None => println!("未找到 Alice 的分数"),}// 遍历 HashMapfor (name, score) in &scores {    println!("{}: {}", name, score);}  

更新 HashMap 的值

你可以覆盖旧值，也可以只在键不存在时插入：

// 覆盖旧值scores.insert(String::from("Alice"), 98);// 只在键不存在时插入scores.entry(String::from("Charlie")).or_insert(80);// 如果存在则更新（例如累加）let count = scores.entry(String::from("Alice")).or_insert(0);*count += 5; // 现在 Alice 的分数增加了 5  

3. 其他集合类型简介

除了 Vec 和 HashMap，Rust 还提供了一些其他有用的集合：

• HashSet：存储唯一值的无序集合。
• BTreeMap：有序的键值对集合（按键排序）。
• VecDeque：双端队列，支持在两端高效插入/删除。

总结

掌握 Rust数据结构 是编写高效、安全 Rust 程序的基础。Vec 适合顺序存储和访问，HashMap 适合快速查找。在实际开发中，根据需求选择合适的集合类型，能显著提升程序性能和可读性。

希望这篇教程能帮助你轻松入门 Rust集合类型！动手写一写代码，你会更快掌握这些概念。祝你 Rust 编程愉快！