切片

Rust 中的 slice（切片）是一种引用集合中连续元素的视图，而不拥有这些元素。它类似于数组或向量的子视图，使用 &[T] 表示不可变切片，&mut [T] 表示可变切片。Slice 是借用的一部分，遵守借用规则，确保内存安全。Slice 常用于字符串、数组和向量，帮助避免不必要的拷贝，提高效率。

1. Slice 简介

什么是 slice？ ：Slice 是对数据序列的引用视图，指向连续内存块。不拥有数据，只借用。长度在运行时确定。
语法：&[T]（不可变）、&mut [T]（可变）。T 是元素类型。
优势：零拷贝访问子集；函数参数通用（如接受 &[i32] 而非 Vec 或 [i32; N]）。
与数组/向量的关系 ：数组是固定大小，向量是动态。Slice 可以从两者创建。
字符串 slice ：&str 是 &[u8] 的特殊形式，处理 UTF-8。

fn main() {
    let s = String::from("hello world");
    let hello = &s[0..5];
    let world = &s[6..11];
    println!("{}", hello);  // 输出: hello
    println!("{}", world);  // 输出: world
}

解释：[start..end] 是半开区间（包括 start，不包括 end）。&arr[..] 是全切片。Slice 借用 arr，借用规则适用。

对于字符串而言，切片就是对 String 类型中某一部分的引用，它看起来像这样：

胖指针(Fat Pointer)

数据结构：对比普通引用（1个字长指针）与切片引用（2个字长）。
组成部分：
- Pointer：指向数据的起始位置。
- Length：切片包含的元素个数。
内存视图：在栈上存储元数据，在堆/静态区查看数据。

2. 创建 Slice

Slice 通过借用和范围运算符创建。

范围语法 ：
- [start..end]：从 start 到 end-1。
- [..end]：从 0 到 end-1。
- [start..]：从 start 到结束。
- [..] ：整个集合。
从向量/数组 ：直接 &vec[start..end]。
边界检查 ：运行时检查，如果越界 panic!（安全）。

示例：各种创建方式

fn main() {
    let vec = vec![10, 20, 30, 40, 50];
  
    let full = &vec[..];      // 全切片: [10, 20, 30, 40, 50]
    let first_three = &vec[0..3];  // [10, 20, 30]
    let last_two = &vec[3..];     // [40, 50]
  
    println!("{:?}", first_three);
}

解释：Vec 和数组都支持。Slice 的 len() 返回元素数，get(i) 返回 Option<&T>（安全访问）。

可变 slice

fn main() {
    let mut vec = vec![1, 2, 3];
    let slice = &mut vec[1..3];  // 可变借用
  
    slice[0] = 20;  // 修改 vec[1]
    println!("{:?}", vec);  // 输出: [1, 20, 3]
}

解释：可变 slice 允许修改元素，但遵守独占借用规则。

3. 字符串 Slice (&str)

字符串 slice 是常见的，处理 String 或 str。

示例：字符串 slice

fn first_word(s: &str) -> &str {  // 既能接受 String 的切片，也能接受字符串字面量
    let bytes = s.as_bytes();
    for (i, &item) in bytes.iter().enumerate() {
        if item == b' ' {
            return &s[0..i];
        }
    }
    &s[..]
}

fn main() {
    let s = String::from("hello world");
    let word = first_word(&s);  // &String 隐式转为 &str
    
    println!("{}", word);  // 输出: hello
    
    // s.clear();  // 错误！word 借用期间不能修改 s
}

解释：&str 是 UTF-8 安全的。as_bytes() 转为 &[u8]。切片索引必须在字符边界（否则 panic!）。用 chars() 或 bytes() 迭代以避免。

4. 多维 Slice

Slice 可以是多维的，如 &[[T]]。

示例：矩阵 slice

fn main() {
    let matrix = vec![vec![1, 2], vec![3, 4]];
    let row = &matrix[0][..];  // &[i32]: [1, 2]
    
    println!("{:?}", row);
}

解释：嵌套借用。复杂时考虑扁平化或专用 crate。

注意事项：索引越界：如果你请求的范围超出了集合边界（如 &s[0..100]），Rust 会在运行时 panic。 UTF-8 字符：对于字符串切片，索引必须落在字符边界上。如果在多字节字符（如中文）中间切片，程序会崩溃。

Keyboard shortcuts

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