Rust 中文社区 · 更新于 2017-11-20 11:00:52

哈希表 HashMap

和动态数组Vec一样,哈希表(HashMap)也是Rust内置的集合类型之一,同属std::collections模块下。

它提供了一个平均复杂度为O(1)的查询方法,是实现快速搜索必备的类型之一。

这里呢,主要给大家介绍一下HashMap的几种典型用法。

HashMap的要求

顾名思义, HashMap 要求一个可哈希(实现 Hash trait)的Key类型,和一个编译时知道大小的Value类型。 同时,Rust还要求你的Key类型必须是可比较的,在Rust中,你可以为你的类型轻易的加上编译器属性:

#[derive(PartialEq, Eq, Hash)]

这样,即可将你的类型转换成一个可以作为Hash的Key的类型。 但是,如果你想要自己实现Hash这个trait的话,你需要谨记两点:

    1. 如果 Key1==Key2 ,那么一定有 Hash(Key1) == Hash(Key2)
    1. 你的Hash函数本身不能改变你的Key值,否则将会引发一个逻辑错误(很难排查,遇到就完的那种)

什么?你看到 std::hash::Hash 这个 trait 中的函数没有&mut self的啊!但是,你不要忘了Rust中还有CellRefCell这种存在,他们提供了不可变对象的内部可变性,具体怎么变呢,请参照第20章。

另外,要保证你写的Hash函数不会被很轻易的碰撞,即 Key1! = Key2,但 Hash(Key1)==Hash(Key2),碰撞的严重了,HashMap甚至有可能退化成链表!

这里笔者提议,别费劲,就按最简单的来就好。

增删改查

对于这种实用的类型,我们推荐用一个例子来解释:

use std::collections::HashMap;

// 声明
let mut come_from = HashMap::new();
// 插入
come_from.insert("WaySLOG", "HeBei");
come_from.insert("Marisa", "U.S.");
come_from.insert("Mike", "HuoGuo");

// 查找key
if !come_from.contains_key("elton") {
    println!("Oh, 我们查到了{}个人,但是可怜的Elton猫还是无家可归", come_from.len());
}

// 根据key删除元素
come_from.remove("Mike");
println!("Mike猫的家乡不是火锅!不是火锅!不是火锅!虽然好吃!");

// 利用get的返回判断元素是否存在
let who = ["MoGu", "Marisa"];
for person in &who {
    match come_from.get(person) {
        Some(location) => println!("{} 来自: {}", person, location),
        None => println!("{} 也无家可归啊.", person),
    }
}

// 遍历输出
println!("那么,所有人呢?");
for (name, location) in &come_from {
    println!("{}来自: {}", name, location);
}

这段代码输出:

Oh, 我们查到了3个人,但是可怜的Elton猫还是无家可归
Mike猫的家乡不是火锅!不是火锅!不是火锅!虽然好吃!
MoGu 也无家可归啊.
Marisa 来自: U.S.
那么,所有人呢?
Marisa来自: U.S.
WaySLOG来自: HeBei

entry

我们在编程的过程中,经常遇到这样的场景,统计一个字符串中所有的字符总共出现过几次。借助各种语言内置的Map类型我们总能完成这件事,但是完成的几乎都并不令人满意。很多人讨厌的一点是:为什么我要判断这个字符在字典中有没有出现,就要写一个大大的if条件!烦不烦?烦!于是,现代化的编程语言开始集成了类似Python里setdefault类似的特性(方法),下面是一段Python代码:

val = {}
for c in "abcdefasdasdawe":
    val[c] = 1 + val.setdefault(c, 0)
print val

唔,总感觉怪怪的。那么Rust是怎么解决这个问题的呢? 以下内容摘自标注库api注释:

use std::collections::HashMap;

let mut letters = HashMap::new();

for ch in "a short treatise on fungi".chars() {
    let counter = letters.entry(ch).or_insert(0);
    *counter += 1;
}

assert_eq!(letters[&'s'], 2);
assert_eq!(letters[&'t'], 3);
assert_eq!(letters[&'u'], 1);
assert_eq!(letters.get(&'y'), None);

Rust为我们提供了一个名叫 entry 的api,它很有意思,和Python相比,我们不需要在一次迭代的时候二次访问原map,只需要借用 entry 出来的Entry类型(这个类型持有原有HashMap的引用)即可对原数据进行修改。就语法来说,毫无疑问Rust在这个方面更加直观和具体。

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