09. rust基础-hashmaps

HashMap 是 Rust 标准库中提供的一个哈希表实现，属于 std::collections 模块。它以键值对的形式存储数据，其中键是唯一的，每个键对应一个值。它通常用于存储不重复的值，并能够根据键快速访问值。

HashMap 提供了许多方法来方便地操作数据，下面是对 HashMap 的详细学习，包括常用方法及其用途。

1. 创建一个 HashMap

use std::collections::HashMap;
 
let mut map = HashMap::new(); // 创建一个空的 HashMap
 
// 插入数据
map.insert("apple", 3);
map.insert("banana", 2);

2. 常用方法

2.1 插入和更新元素

• insert(key, value)：插入一个键值对。如果键已经存在，它会覆盖原来的值。

  map.insert("orange", 5);  // 添加键值对 ("orange", 5)

• entry(key)：返回一个 Entry 对象，允许对键的值进行检查或修改（例如，更新值或插入值）。

• entry 方法通过提供一个 Entry 类型的值，允许你根据键是否已存在于哈希表中，灵活地插入、更新或修改值。

• Entry 类型有两个常用的方法：

  • or_insert: 如果键存在，返回该键对应的值的可变引用。如果不存在，则插入一个默认值并返回该值的可变引用。
  • and_modify: 如果键已经存在，修改其值。如果键不存在，则不做任何操作。

  map.entry("apple").or_insert(0); // 如果 "apple" 不存在，则插入 (key: "apple", value: 0)

2.2 访问元素

• get(key)：获取键对应的值的引用。如果键不存在，返回 None。

  let apple = map.get("apple"); // Some(3)

• get_mut(key)：获取键对应的值的可变引用。如果键不存在，返回 None。

  if let Some(v) = map.get_mut("banana") {
      *v = 4; // 更新值
  }

2.3 删除元素

• remove(key)：根据键删除元素，并返回被删除值的 Option。

  let removed = map.remove("banana"); // Some(2)

• clear()：删除 HashMap 中的所有元素。

  map.clear(); // 清空 HashMap

2.4 查询

• contains_key(key)：检查 HashMap 是否包含某个键。

  let has_apple = map.contains_key("apple"); // true

• len()：返回 HashMap 中的元素数量。

  let count = map.len(); // 2

• is_empty()：检查 HashMap 是否为空。

  let is_empty = map.is_empty(); // false

2.5 迭代

• iter()：返回一个不可变的迭代器，用于遍历所有键值对。

  for (key, value) in map.iter() {
      println!("{}: {}", key, value);
  }

• iter_mut()：返回一个可变的迭代器，用于遍历所有键值对，并允许修改值。

  for (key, value) in map.iter_mut() {
      *value += 1; // 更新每个值
  }

• keys()：返回 HashMap 中所有键的一个迭代器。

  for key in map.keys() {
      println!("{}", key);
  }

• values()：返回 HashMap 中所有值的一个迭代器。

  for value in map.values() {
      println!("{}", value);
  }

• values_mut()：返回一个可变引用迭代器，可以修改 HashMap 中的值。

  for value in map.values_mut() {
      *value += 1;
  }

2.6 合并操作

• extend(iter)：从另一个迭代器中将元素添加到 HashMap。

  let mut other_map = HashMap::new();
  other_map.insert("kiwi", 1);
  map.extend(other_map);

• append(other_map)：将另一个 HashMap 的所有元素合并到当前 HashMap 中。

  let mut other_map = HashMap::new();
  other_map.insert("grape", 4);
  map.append(&mut other_map);

3. Entry API（更细粒度的操作）

Entry API 用于处理存在/不存在键时的操作，它提供了对现有值的访问和对不存在的键值对的处理。Entry 提供了以下方法：

• or_insert(value)：如果键不存在，则插入值并返回该值的可变引用。如果键已存在，则返回该键的现有值的可变引用。

  let entry = map.entry("orange").or_insert(5); // 如果 "orange" 不存在，则插入 (key: "orange", value: 5)
  *entry += 2; // 更新值

• and_modify()：在键存在时修改其值。

  map.entry("apple")
      .and_modify(|v| *v += 1)
      .or_insert(5);

4. HashMap 的方法总结

方法	描述
insert(key, value)	插入一个新的键值对，如果键存在则更新值
get(key)	获取指定键的值的引用
get_mut(key)	获取指定键的可变引用
remove(key)	删除指定键的键值对
contains_key(key)	判断 HashMap 中是否包含指定键
len()	返回 HashMap 的大小
is_empty()	判断 HashMap 是否为空
clear()	清空 HashMap 中的所有键值对
iter()	返回一个不可变的迭代器
iter_mut()	返回一个可变的迭代器
keys()	返回所有键的迭代器
values()	返回所有值的迭代器
values_mut()	返回所有值的可变迭代器
extend(iter)	将另一个迭代器中的元素添加到 HashMap 中
entry(key)	返回一个 Entry，允许通过更细粒度的操作来访问或修改键值对

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总结

HashMap 是一个非常强大的数据结构，具有高效的键值对存储和查询能力。在 Rust 中，HashMap 提供了多种方法来插入、查找、删除和迭代元素。理解这些方法并熟练使用它们，可以帮助我们高效地处理和操作关联数据。