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Rust三种iterator(iter,iter_mut,into_iter)的区别

Rust中使用变量的途径有三种,所有权(ownership), 不可变引用(immutable reference) 和可变引用(mutable reference)。如果学习了Rust,我们会发现这三种使用值的办法充斥着Rust的角角落落。在此,我们来研究一下Rust Iterator,及其与这三种方式的联系。

首先,所有的迭代器都实现了 Iterator Trait,而 next方法无疑是 Iterator Trait中最基本的方法。我们来看下它的方法签名:


pub trait Iterator {
    type Item;

    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item>;
 
}

我们可以看到,next方法的参数是 &mut self,也就是 可变的迭代器引用。因此,call next方法的类型一定是一个可变的迭代器,不可变迭代器不能call next方法。

next方法的返回值是 Option<Self::Item>这个 enum,目的是可以让我们判断是否有 next value。如果有下一个值,那么返回值就是 Some<Item Type>,如果没有下一个值,那么返回值就是 None。我们可以通过 match来判断。

现在我们来看 Vec<T>生成迭代器的办法。有三种方式可以实现这个目的,分别是 iter,iter_mutinto_iter。根据我的理解,这三种方法分别需要 Vec<T>&self, &mut selfself,即向量的不可变引用,可变引用和向量的所有权。当然了,需要所有权的方法,会 move原向量的所有权,所以原向量不再能够使用。

这三个方法生成的迭代器有什么区别呢?根据我的理解,就是在实现 Iterator Trait的时候,这三种迭代器的 associated type,即关联类型不一样。这就会导致调用 next方法的时候:

  1. iter返回的是值的不可变引用,即&T
  2. iter_mut返回的是可变引用,即&mut T
  3. into_iter返回的是T类型的值

让我们来写代码验证我们的猜想。首先来看 into_iter

  let v = vec![String::from("good")];
    for mut i in v.into_iter() {
        i.push_str(" morning");
        println!("{}",i);
    }
    println!("{:?}",v);
123456
3 |     for mut i in v.into_iter() {
  |                  - value moved here
...
7 |     println!("{:?}",v);
  |                     ^ value borrowed here after move


1234567

通过报错信息我们可以看到,v的所有权已经被 move了,不再拥有向量的所有权。如果我们注释掉最后一句,则可以正常使用。因为我们用 mut i来代表 mut String,所以我们可以改变 String的值。

   let v = vec![String::from("good")];
    for mut i in v.into_iter() {
        i.push_str(" morning");
        println!("{}",i);
    }
12345
good morning
1
   let v = vec![1];
    for i in v.iter() {
        assert_eq!(i, &1);
    }
1234

通过 assert_eq!这个宏,我们可以验证,i就是 &1

    let v = vec![1];
    for i in v.into_iter() {
        assert_eq!(i, 1);
    }
1234

而通过 assert_eq!这个宏,我们可以验证,此时 i1

   let mut v = vec![1];
    for i in v.iter_mut() {
        *i = 555;
    }
    println!("{:?}",v);
12345

这段代码的运行结果是:

[555]
1

实际上,根据我们的分析,这里的 i的类型是 &mut i32,所以解引用之后可以改变其值。同时,iter_mut只需要 &mut self而不是所有权,所以后面还可以正常使用 v

宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来.