Rust开发之——vector(24)

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一 概述

  • Vector 的基本概念与创建
  • Vector 的基本操作
  • Vector 与所有权/借用规则
  • Vector 的内存管理
  • Vector 的类型限制

二 Vector 的基本概念与创建

2.1 定义与特点

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-Vector 是存储相同类型元素的动态数组，数据存于堆中，可在运行时添加 / 删除元素。
-与数组的区别：数组长度固定且存于栈，Vector 长度可变且存于堆。

2.2 创建方式

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1、方式1：Vec::new()：创建空向量：
let mut v: Vec<i32> = Vec::new();  // 需类型标注


2、方式2：vec!宏：初始化带值的向量：
let v = vec![1, 2, 3];  // 自动推断为Vec<i32>
let v = vec![0; 5];     // 5个0，Vec<i32>

三 Vector 的基本操作

3.1 添加元素

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push()：在末尾添加元素，向量可变（mut）：

let mut v = Vec::new();
v.push(5);
v.push(6);

3.2 访问元素

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1、索引访问：v[index]，越界时运行时 panic：

let v = vec![1, 2, 3];
let third = v[2];  // 合法
let does_not_exist = v[100];  // 运行时panic: index out of bounds


2、get()方法：返回Option<&T>，安全访问：

if let Some(third) = v.get(2) {
    println!("第三个元素: {}", third);
} else {
    println!("索引越界");
}

3.3 遍历元素

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1、不可变引用遍历：
for i in &v {
    println!("{}", i);
}


2、可变引用遍历：
for i in &mut v {
    *i += 1;  // 修改元素值
}

四 Vector 与所有权/借用规则

4.1 所有权转移

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向量包含堆数据，赋值或传递给函数时所有权转移：

let v1 = vec![1, 2, 3];
let v2 = v1;  // v1所有权转移至v2，v1失效

4.2 借用限制

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同一时间只能有一个可变引用或多个不可变引用：

let mut v = vec![1, 2, 3];
let a = &v;       // 不可变引用
let b = &v;       // 多个不可变引用允许
let c = &mut v;   // 错误：存在不可变引用时无法获取可变引用

五 Vector 的内存管理

5.1 动态扩容机制

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当元素超过容量时，Vector 分配更大内存块，
复制旧数据并释放旧内存，保证操作的均摊时间复杂度为 O (1)。

5.2 容量相关方法

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capacity()：返回当前分配的内存可存储元素数量。
reserve()：预分配指定容量，避免多次扩容：

let mut v = Vec::new();
v.reserve(10);  // 预分配10个元素的空间

六 Vector 的类型限制

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-元素类型必须相同：所有元素需为同一类型，通过泛型（后续章节）实现灵活类型支持。
-示例错误：let v = vec![1, "two"];（i32 与 & str 类型不同，编译报错）。

七 参考

  • Rust中文官网——vector 用来储存一系列的值