RUST 學(xué)習(xí)日記 第21課 ——迭代器(Iterator)
0x00 回顧與開篇
關(guān)于函數(shù)的學(xué)習(xí)暫時(shí)告一段落了，這節(jié)課來(lái)學(xué)習(xí)迭代器。前面在講解for循環(huán)的時(shí)候，我們當(dāng)時(shí)是通過(guò)索引去遍歷每個(gè)元素，如果在遍歷過(guò)程中不需要使用索引位置，推薦使用迭代器來(lái)遍歷數(shù)據(jù)集合。
0x01 迭代器的定義
迭代器模式是將遍歷數(shù)據(jù)集合的行為抽象為單獨(dú)的迭代對(duì)象，在遍歷集合時(shí)把集合中所有元素按順序傳遞給處理邏輯。Iterator是一個(gè)trait。
trait Iterator {
type Item;
fn next(&mut self) -> Option<Self::Item>
// 其它方法
}
上面是一個(gè)簡(jiǎn)化的迭代器trait，Item是迭代器迭代過(guò)程中產(chǎn)生值的類型。next方法返回值是一個(gè)Option，如果返回Some(v)，則v表示迭代器的下一個(gè)值，如果返回None，則迭代器將會(huì)終止。我們可以通過(guò)集合的iter()方法得到Iterator，接收迭代器的變量必須是可變的。迭代器內(nèi)的其它方法暫時(shí)忽略。trait將會(huì)在后續(xù)章節(jié)介紹。
示例代碼如下：
let vec = vec![3,4,5];
let mut iter = vec.iter();
dbg!(iter.next());
dbg!(iter.next());
dbg!(iter.next());
dbg!(iter.next());
代碼運(yùn)行結(jié)果：
[src\main.rs:6] iter.next() = Some(
3,
)
[src\main.rs:7] iter.next() = Some(
4,
)
[src\main.rs:8] iter.next() = Some(
5,
)
[src\main.rs:9] iter.next() = None
0x02 迭代器與for循環(huán)
迭代器也可以配合for循環(huán)來(lái)使用。迭代器與for連用比較簡(jiǎn)單，直接上代碼。
示例代碼如下：
let vec_for = vec![1, 2, 3, 4, 5];
for i in vec_for.iter() {
print!("{} ", i);
}
代碼運(yùn)行結(jié)果：
1 2 3 4 5
0x03 迭代器與消費(fèi)器
如果只使用迭代器，那基本是無(wú)意義的。因?yàn)樗旧碜约翰⒉粫?huì)去迭代，上面介紹了他可以與for循環(huán)連用，當(dāng)然在Iterator trait中還定義了一些其它方法，叫做消費(fèi)器。
sum——求和消費(fèi)器
它可以去迭代器內(nèi)的元素進(jìn)行累加。示例代碼如下：
let vec_consumer = vec![2, 4, 6, 8, 10];
let sum_result: i32 = vec_consumer.iter().sum();
dbg!(sum_result);
代碼運(yùn)行結(jié)果：
sum_result = 30
any——條件消費(fèi)器
它可以判斷迭代器內(nèi)的元素是否存在滿足某個(gè)條件的元素。返回值是布爾類型。示例代碼如下：
let vec_consumer = vec![2, 4, 6, 8, 10];
let any_result = vec_consumer.iter().any(|x| *x % 2 != 0);
dbg!(any_result);
代碼運(yùn)行結(jié)果：
any_result = false
collect——收集消費(fèi)器
它可以將迭代器轉(zhuǎn)換成指定的容器類型。下面示例代碼如下：
let collect_result: Vec<i32> = vec_consumer.iter().map(|x| x - 1).collect();
dbg!(collect_result);
代碼運(yùn)行結(jié)果：
collect_result = [
1,
3,
5,
7,
9,
]
上面的代碼通過(guò)map方法，讓每個(gè)元素調(diào)用閉包內(nèi)的方法，最后再將元素收集起來(lái)，生成一個(gè)新的容器。map方法將在下面介紹。
0x04 迭代器與適配器
在Iterator trait中還有一系列方法叫做適配器，這些方法還支持鏈?zhǔn)秸{(diào)用。常見的適配器方法有map、take、filter、rev、zip等。下面是詳細(xì)介紹。
map
map方法可以讓每個(gè)元素調(diào)用閉包內(nèi)的方法，最后再將元素收集起來(lái)，生成一個(gè)新的容器。常與collect方法連用。而在上面已經(jīng)介紹過(guò)了，這里就不再贅述了。
take
生成一個(gè)僅迭代原迭代器中前n個(gè)元素的新迭代器。常用于變量指定數(shù)量元素的場(chǎng)景。生成的是一個(gè)Take結(jié)構(gòu)體，包含了原迭代器和長(zhǎng)度。有關(guān)結(jié)構(gòu)體的知識(shí)下節(jié)會(huì)介紹。示例代碼如下：
let vec_adapter = vec![1, 3, 5, 7, 9];
let take_result = vec_adapter.iter().take(3);
dbg!(take_result);
代碼運(yùn)行結(jié)果：
take_result = Take {
iter: Iter(
[
1,
3,
5,
7,
9,
],
),
n: 3,
}
filter
對(duì)迭代器中每個(gè)元素調(diào)用閉包生成一個(gè)過(guò)濾元素的新迭代器。閉包返回值一定是布爾類型。如果是true則當(dāng)前元素放入迭代器內(nèi)，反之當(dāng)前元素將被忽略。最后需要通過(guò)collect方法收集成新的迭代器。示例代碼如下：
let filter_result: Vec<i32> = vec_adapter.iter().map(|x| *x + 2).filter(|x| *x % 3 == 0).collect();
dbg!(filter_result);
代碼運(yùn)行結(jié)果:
filter_result = [
3,
9,
]
rev
將迭代器逆轉(zhuǎn)后生成新的迭代器。返回值是Rev結(jié)構(gòu)體，當(dāng)遍歷該結(jié)構(gòu)體時(shí)會(huì)從后往前遍歷。示例代碼如下：
let rev_result = vec_adapter.iter().rev();
dbg!(&rev_result);
for i in rev_result {
print!("{} ", i);
}
代碼運(yùn)行結(jié)果：
&rev_result = Rev {
iter: Iter(
[
1,
3,
5,
7,
9,
],
),
}
9 7 5 3 1
zip
將兩個(gè)迭代器壓縮成一個(gè)新的迭代器。實(shí)際上是將將兩個(gè)迭代器同時(shí)迭代并返回一個(gè)元組，第一個(gè)元素來(lái)自第一個(gè)迭代器，第二個(gè)元素來(lái)自第二個(gè)迭代器。示例代碼如下：
let vec1 = vec![3, 5, 7];
let vec2 = vec![2, 4, 6];
let vec_zip: Vec<i32> = vec1.iter().zip(vec2.iter()).map(|x| { x.0 + x.1 }).collect();
dbg!(vec_zip);
代碼運(yùn)行結(jié)果：
vec_zip = [
5,
9,
13,
]
PS:如果兩個(gè)迭代器在迭代過(guò)程中存在一個(gè)迭代器返回None類型，則適配器zip將會(huì)返回None。
0x04 小結(jié)
本節(jié)講了一些迭代器的基礎(chǔ)用法，常用的迭代器方法一般也就是any、map、filter、collect。有關(guān)迭代器的內(nèi)容其實(shí)還有很多，本節(jié)課僅僅是簡(jiǎn)單介紹了下迭代器。關(guān)于迭代器更高級(jí)的用法我將在進(jìn)階章節(jié)里繼續(xù)講解。
0x04 本節(jié)源碼
021 · StudyRust - 碼云 - 開源中國(guó) (gitee.com)
下節(jié)預(yù)告—— 結(jié)構(gòu)體。
