0x00 回顾与开篇
关于函数的学习暂时告一段落了,这节课来学习迭代器。前面在讲解for循环的时候,我们当时是通过索引去遍历每个元素,如果在遍历过程中不需要使用索引位置,推荐使用迭代器来遍历数据集合。
0x01 迭代器的定义
迭代器模式是将遍历数据集合的行为抽象为单独的迭代对象,在遍历集合时把集合中所有元素按顺序传递给处理逻辑。Iterator是一个trait。
trait Iterator { type Item; fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> // 其它方法 }
上面是一个简化的迭代器trait,Item是迭代器迭代过程中产生值的类型。next方法返回值是一个Option,如果返回Some(v),则v表示迭代器的下一个值,如果返回None,则迭代器将会终止。我们可以通过集合的iter()方法得到Iterator,接收迭代器的变量必须是可变的。迭代器内的其它方法暂时忽略。trait将会在后续章节介绍。
示例代码如下:
let vec = vec![3,4,5]; let mut iter = vec.iter(); dbg!(iter.next()); dbg!(iter.next()); dbg!(iter.next()); dbg!(iter.next());
代码运行结果:
x
[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 迭代器与for循环
迭代器也可以配合for循环来使用。迭代器与for连用比较简单,直接上代码。
示例代码如下:
let vec_for = vec![1, 2, 3, 4, 5]; for i in vec_for.iter() { print!("{} ", i); }
代码运行结果:
1 2 3 4 5
0x03 迭代器与消费器
如果只使用迭代器,那基本是无意义的。因为它本身自己并不会去迭代,上面介绍了他可以与for循环连用,当然在Iterator trait中还定义了一些其它方法,叫做消费器。
sum——求和消费器
它可以去迭代器内的元素进行累加。示例代码如下:
let vec_consumer = vec![2, 4, 6, 8, 10]; let sum_result: i32 = vec_consumer.iter().sum(); dbg!(sum_result);
代码运行结果:
sum_result = 30
any——条件消费器
它可以判断迭代器内的元素是否存在满足某个条件的元素。返回值是布尔类型。示例代码如下:
let vec_consumer = vec![2, 4, 6, 8, 10]; let any_result = vec_consumer.iter().any(|x| *x % 2 != 0); dbg!(any_result);
代码运行结果:
any_result = false
collect——收集消费器
它可以将迭代器转换成指定的容器类型。下面示例代码如下:
let collect_result: Vec<i32> = vec_consumer.iter().map(|x| x - 1).collect(); dbg!(collect_result);
代码运行结果:
collect_result = [ 1, 3, 5, 7, 9, ]
上面的代码通过map方法,让每个元素调用闭包内的方法,最后再将元素收集起来,生成一个新的容器。map方法将在下面介绍。
0x04 迭代器与适配器
在Iterator trait中还有一系列方法叫做适配器,这些方法还支持链式调用。常见的适配器方法有map、take、filter、rev、zip等。下面是详细介绍。
map
map方法可以让每个元素调用闭包内的方法,最后再将元素收集起来,生成一个新的容器。常与collect方法连用。而在上面已经介绍过了,这里就不再赘述了。
take
生成一个仅迭代原迭代器中前n个元素的新迭代器。常用于变量指定数量元素的场景。生成的是一个Take结构体,包含了原迭代器和长度。有关结构体的知识下节会介绍。示例代码如下:
let vec_adapter = vec![1, 3, 5, 7, 9]; let take_result = vec_adapter.iter().take(3); dbg!(take_result);
代码运行结果:
take_result = Take { iter: Iter( [ 1, 3, 5, 7, 9, ], ), n: 3, }
filter
对迭代器中每个元素调用闭包生成一个过滤元素的新迭代器。闭包返回值一定是布尔类型。如果是true则当前元素放入迭代器内,反之当前元素将被忽略。最后需要通过collect方法收集成新的迭代器。示例代码如下:
let filter_result: Vec<i32> = vec_adapter.iter().map(|x| *x + 2).filter(|x| *x % 3 == 0).collect(); dbg!(filter_result);
代码运行结果:
filter_result = [ 3, 9, ]
rev
将迭代器逆转后生成新的迭代器。返回值是Rev结构体,当遍历该结构体时会从后往前遍历。示例代码如下:
let rev_result = vec_adapter.iter().rev(); dbg!(&rev_result); for i in rev_result { print!("{} ", i); }
代码运行结果:
&rev_result = Rev { iter: Iter( [ 1, 3, 5, 7, 9, ], ), } 9 7 5 3 1
zip
将两个迭代器压缩成一个新的迭代器。实际上是将将两个迭代器同时迭代并返回一个元组,第一个元素来自第一个迭代器,第二个元素来自第二个迭代器。示例代码如下:
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);
代码运行结果:
vec_zip = [ 5, 9, 13, ]
PS:如果两个迭代器在迭代过程中存在一个迭代器返回None类型,则适配器zip将会返回None。
0x04 小结
本节讲了一些迭代器的基础用法,常用的迭代器方法一般也就是any、map、filter、collect。有关迭代器的内容其实还有很多,本节课仅仅是简单介绍了下迭代器。关于迭代器更高级的用法我将在进阶章节里继续讲解。