# Rust 集合类型解析：Vector、String、HashMap **Published by:** [Paxon](https://paragraph.com/@paxon-2/) **Published on:** 2025-05-16 **URL:** https://paragraph.com/@paxon-2/rust-vector-string-hashmap ## Content Rust 集合类型解析：Vector、String、HashMapRust 作为一门兼顾性能与内存安全的系统编程语言，其标准库中的集合类型为开发者提供了高效的数据管理工具。本文聚焦 Rust 中三种核心集合类型——Vector、String 和 HashMap，通过详细讲解和代码示例，剖析它们的基本原理、用法及注意事项。无论你是 Rust 新手还是进阶开发者，本文都将为你提供清晰的指引，助你更好地掌握这些集合类型在实际开发中的应用。 本文系统解析 Rust 的三大集合类型：Vector、String 和 HashMap。Vector 提供动态数组功能，适合连续存储同类型数据；String 支持可变 UTF-8 字符串操作；HashMap 实现键值对高效查询。文章通过代码示例详细介绍创建、更新、遍历及所有权管理等操作，揭示字符串索引限制及 HashMap 更新策略，帮助开发者在 Rust 项目中灵活运用这些工具。常用的集合VectorStringHashMap一、 Vector使用 Vector 存储多个值Vec，叫做 vector由标准库提供可存储多个值只能存储相同类型的数据值在内存中连续存放创建 VectorVec::new 函数使用初始值创建 Vec，使用 vec! 宏fn main() { // let v: Vec<i32> = Vec::new(); let v = vec![1, 2, 3]; } 更新 Vector向 Vector 添加元素，使用 push 方法fn main() { let mut v = Vec::new(); v.push(1); v.push(2); v.push(3); v.push(4); } 删除 Vector与任何其他 struct 一样，当 Vector 离开作用域后它就被清理掉了它所有的元素也被清理掉了读取 Vector 的元素两种方式可以引用 Vector 里的值：索引get 方法fn main() { let v = vec![1, 2, 3, 4, 5]; let third: &i32 = &v[2]; println!("The third element is {}", third); match v.get(2) { Some(third) => println!("The third element is {}", third), None => println!("The third element is not found"), } } 索引 VS get 处理访问越界索引：panicget：返回 None所有权和借用规则不能在同一作用域内同时拥有可变和不可变引用fn main() { let mut v = vec![1,2,3,4,5]; let first = &v[0]; v.push(6); // 报错 println!("The first element is {}", first); } 遍历 Vector 中的值for 循环fn main() { let v = vec![100, 32, 57]; for i in &v { println!("{}", i); } let mut v = vec![100, 32, 57]; for i in &mut v { *i += 50; } for i in v { println!("{}", i); } } 二、Vector - 例子使用 enum 来存储多种数据类型Enum 的变体可以附加不同类型的数据Enum 的变体定义在同一个 enum 类型下enum SpreadsheeetCell { Int(i32), Float(f64), Text(String), } fn main() { let row = vec![ SpreadsheetCell::Int(3), SpreadsheetCell::Text(String::from("blue")), SpreadsheetCell::Float(10.12), ]; } 三、String（上）Rust开发者经常会被字符串困扰的原因Rust倾向于暴露可能得错误字符串数据结构复杂UTF-8字符串是什么Byte 的集合一些方法能将 byte 解析为文本Rust的核心语言层面，只有一个字符串类型：字符串切片 str（或 &str）字符串切片：对存储在其它地方、UTF-8编码的字符串的引用字符串字面值：存储在二进制文件中，也是字符串切片String 类型：来自标准库而不是核心语言可增长、可修改、可拥有UTF-8 编码通常说的字符串是指？String 和 &str标准库里用的多UTF-8 编码其它类型的字符串Rust的标准库还包含了很多其它的字符串类型，例如：OsString、OsStr、CString、CStrString vs Str 后缀：拥有或借用的变体可存储不同编码的文本或在内存中以不同的形式展现Library crate 针对存储字符串可提供更多的选项创建一个新的字符串（String）很多 Vec 的操作都可用于 StringString::new() 函数fn main() { let mut s = String::new(); } 使用初始值来创建 String：to_string() 方法，可用于实现了 Display trait 的类型，包括字符串字面值String::from() 函数，从字面值创建 Stringfn main() { let data = "initial contents"; let s = data.to_string(); let s1 = "initial contents".to_string(); let s = String::from("initial contents"); } UTF-8 编码更新 Stringpush_str() 方法：把一个字符串切片附加到Stringfn main() { let mut s = String::from("foo"); s.push_str("bar"); println!("{}", s); } push() 方法：把单个字符附加到Stringfn main() { let mut s = String::from("lo"); s.push('l'); } + ：连接字符串使用了类似这个签名的方法 fn add(self, s:&str) -> String {...}标准库中的 add 方法使用了泛型只能把 &str 添加到 String解引用强制转换（deref coercion）fn main() { let s1 = String::from("Hello, "); let s2 = String::from("World!"); let s3 = s1 + &s2; // &s2 把String的引用转换成字符串切片所以编译通过（解引用强制转换）所有权保留 println!("{}", s3); println!("{}", s1); // 报错 s1不可以继续使用 println!("{}", s2); } format!：连接多个字符串和 println!() 类似，但返回字符串不会获得参数的所有权fn main() { let s1 = String::from("tic"); let s2 = String::from("tac"); let s3 = String::from("toe"); // let s3 = s1 + "-" + &s2 + "-" + &s3; // println!("{}", s3); let s = format!("{}-{}-{}", s1, s2, s3); println!("{}", s); } 四、String（下）对 String 按索引的形式进行访问按索引语法访问String的某部分，会报错fn main() { let s1 = String::from("hello"); let h = s1[0]; // 报错 } Rust的字符串不支持索引语法访问内部表示String 是对 Vec 的包装len() 方法 （字节数）fn main() { let len = String::from("Hola").len(); // Unicode 标量值 println!("{}", len); } 字节(Bytes)、标量值(Scalar Values)、字形簇(Grapheme Clusters)Rust有三种看待字符串的方式：字节标量值字形簇（最接近所谓的“字母”）fn main() { let w = "redis"; for b in w.bytes() { // 字节 println!("{}", b); } for b in w.chars() { // 标量值 println!("{}", b); } } Rust不允许对String进行索引的最后一个原因：索引操作应消耗一个常量时间 (O(1))而String无法保证：需要遍历所有内容，来确定有多少个合法的字符切割 String可以使用 [] 和一个范围来创建字符串的切片必须谨慎使用如果切割时跨域了字符边界，程序就会 panicfn main() { let hello = "creative"; let s = &hello[0..4]; println!("{}", s) } 遍历 String 的方法对于标量值：chars() 方法对于字节：bytes() 方法对于字形簇：很复杂，标准库未提供String 不简单Rust选择将正确处理String数据作为所有Rust程序的默认行为程序员必须在处理UTF-8数据之前投入更多的精力可防止在开发后期处理涉及非 ASCII 字符的错误五、HashMap（上）HashMap键值对的形式存储数据，一个键（Key）对应一个值（Value）Hash 函数：决定如何在内存中存放 K 和 V使用场景：通过 K （任何类型）来寻找数据，而不是通过索引创建 HashMap创建空 HashMap：new() 函数添加数据：insert() 方法use std::collections::HashMap; fn main() { let mut scores = HashMap::new(); scores.insert(String::from("Blue"), 10); scores.insert(String::from("Yellow"), 50); } HashMapHashMap 用的较少，不在 Prelude 中标准库对其支持较少，没有内置的宏来创建 HashMap数据存储在 heap上同构的。一个HashMap中：所有的K必须是同一种类型所有的V必须是同一种类型另一种创建 HashMap 的方式：collect 方法在元素类型为Tuple的 Vector 上使用 collect 方法，可以组建一个 HashMap：要求 Tuple有两个值：一个作为K，一个作为 Vcollect 方法可以把数据整合成很多种集合类型，包括 HashMap返回值需要显示指明类型use std::collections::HashMap; fn main() { let teams = vec![String::from("Blue"), String::from("Yellow")]; let intial_scores = vec![10, 50]; let scores: HashMap<_, _> = teams.iter().zip(intial_scores.iter()).collect(); } HashMap 和所有权对于实现了 Copy trait 的类型（例如 i32），值会被复制到 HashMap 中对于拥有所有权的值（例如 String），值会被移动，所有权会转移给 HashMapuse std::collections::HashMap; fn main() { let field_name = String::from("Favorite Color"); let field_value = String::from("Blue"); let mut map = HashMap::new(); map.insert(field_name, field_value); // println!("{}: {}", field_name, field_value); // 报错 借用了移动的值 } 如果将值的引用插入到 HashMap，值本身不会移动在 HashMap 有效的期间，被引用的值必须保持有效use std::collections::HashMap; fn main() { let field_name = String::from("Favorite Color"); let field_value = String::from("Blue"); let mut map = HashMap::new(); map.insert(&field_name, &field_value); println!("{}: {}", field_name, field_value); } 访问 HashMap 中的值get 方法参数：K返回：Option<&V>use std::collections::HashMap; fn main() { let mut scores = HashMap::new(); scores.insert(String::from("Blue"), 10); scores.insert(String::from("Yellow"), 50); let team_name = String::from("Blue"); let score = scores.get(&team_name); match score { Some(s) => println!("{}", s), None => println!("team not exist"), }; } 遍历 HashMapfor 循环use std::collections::HashMap; fn main() { let mut scores = HashMap::new(); scores.insert(String::from("Blue"), 10); scores.insert(String::from("Yellow"), 50); for (k, v) in &scores { println!("{}: {}", k, v); } } 六、HashMap（下）更新 HashMapHashMap 大小可变每个K同时只能对应一个 V更新 HashMap 中的数据：K 已经存在，对应一个 V替换现有的 V保留现有的 V，忽略新的 V合并现有的 V 和新的 VK 不存在添加一对 K，V替换现有的 V如果向 HashMap 插入一对 KV，然后再插入同样的 K，但是不同的 V，那么原来的 V 会被替换掉use std::collections::HashMap; fn main() { let mut scores = HashMap::new(); scores.insert(String::from("Blue"), 10); scores.insert(String::from("Blue"), 25); println!("{:?}", scores); } 只在 K 不对应任何值的情况下，才插入 Ventry 方法：检查指定的 K 是否对应一个 V参数为 K返回 enum Entry：代表值是否存在use std::collections::HashMap; fn main() { let mut scores = HashMap::new(); scores.insert(String::from("Blue"), 10); scores.entry(String::from("Yellow")).or_insert(50); scores.entry(String::from("Blue")).or_insert(50); // Blue 存在不会插入 println!("{:?}", scores); } Entry 的 or_insert() 方法：返回：如果 K 存在，返回到对应的 V 的一个可变引用如果 K 不存在，将方法参数作为 K 的新值插进去，返回到这个值的可变引用基于现有的 V 来更新 Vuse std::collections::HashMap; fn main() { let text = "hello world wonderful world"; let mut map = HashMap::new(); for word in text.split_whitespace() { // 按空格分隔 let count = map.entry(word).or_insert(0); // 返回可变引用 *count += 1; // 解引用 加1 } println!("{:#?}", map); } Hash 函数默认情况下，HashMap 使用加密功能强大的 Hash 函数，可以抵抗拒绝服务(DoS) 攻击。不是可用的最快的 Hash 算法但具有更好安全性可以指定不同的 hasher 来切换到另一个函数。hasher 是实现 BuildHasher trait 的类型总结Rust 的 Vector、String 和 HashMap 是高效数据处理的基础工具。Vector 提供连续存储的灵活性，String 适配复杂的 UTF-8 字符串操作，HashMap 则以键值对实现快速数据访问。本文通过详尽的代码示例和解析，阐明了它们的使用方法及内存安全特性。掌握这些集合类型，不仅能提升 Rust 编程效率，还能帮助开发者编写更健壮的代码，应对多样化的开发需求。参考https://www.rust-lang.org/zh-CNhttps://course.rs/about-book.htmlhttps://lab.cs.tsinghua.edu.cn/rust/https://github.com/rustcn-org/async-bookhttps://rustwiki.org/zh-CN/edition-guide/rust-2018/cargo-and-crates-io/cargo-install-for-easy-installation-of-tools.htmlhttps://awesome-rust.com/ ## Publication Information - [Paxon](https://paragraph.com/@paxon-2/): Publication homepage - [All Posts](https://paragraph.com/@paxon-2/): More posts from this publication - [RSS Feed](https://api.paragraph.com/blogs/rss/@paxon-2): Subscribe to updates