[!info] 关联笔记

• 所属 MOC：所有权与类型 · 标准库 · 学习路线
• 前置概念：所有权、切片、字符串
• 后续概念：迭代器、Trait
• 容易混淆：数组

Rust 集合：Vec 与 HashMap

这个概念为什么出现

固定数组不够用时，需要：

• 可增长列表：Vec<T>
• 键值索引：HashMap<K,V>

它们是 std 集合的主干，接口全面贯彻所有权与借用。

[!abstract] 一句话理解 Vec<T> 是堆上连续可增长数组；HashMap<K,V> 是哈希键值表；索引/插入/删除的 API 通过所有权与借用表达“拿走还是看一眼”。

最小可运行示例

场景：购物车 SKU 列表 + 优惠券核销表

结算前：购物车是 Vec；已核销优惠券码放在 HashMap 防重复。

use std::collections::HashMap;

// 业务意图：维护购物车行项目与优惠券占用。
// 教学点：Vec push/iter；HashMap entry；所有权 insert。

fn main() {
    let mut cart: Vec<String> = Vec::new();
    cart.push(String::from("sku-apple"));
    cart.push(String::from("sku-milk"));

    let mut redeemed: HashMap<String, u32> = HashMap::new();
    // entry API：不存在则插入
    redeemed.entry(String::from("OFF10")).or_insert(1);

    println!("cart_len={}", cart.len());
    for sku in &cart {
        // 借用迭代，不 move 出 Vec
        println!("sku={sku}");
    }
    println!("off10={}", redeemed.get("OFF10").unwrap());
}

建议运行：cargo run

期望输出：

cart_len=2
sku=sku-apple
sku=sku-milk
off10=1

结合场景再看三个关注点

1. for sku in &cart 避免搬空购物车
2. entry 优雅处理“首次插入”
3. 键的所有权：insert 吃掉 key

核心概念与准确模型

Vec

• push/pop/len/capacity
• 索引 v[i] 越界 panic；get 返回 Option
• 可 as_slice() 变成 &[T]

HashMap

• 键需实现 Eq + Hash
• get 返回 Option<&V>
• 迭代顺序默认不保证（除非用特殊 map）

所有权模式

API	典型效果
push(T)	拿走 T
iter()	借 &T
into_iter()	拿走元素
remove	返回拥有的值

设计动机

• 动态集合是系统编程刚需
• API 与借用检查一致，避免迭代时修改等未定义行为
• 与迭代器生态深度整合

边界与误区

• 迭代 Vec 时不要同时 push 同一向量（规则/编译或逻辑问题）
• HashMap 查找用借用键：map.get("OFF10") 可因 Borrow 工作
• 预分配 with_capacity 降低扩容

[!warning] 常见误区：for x in vec 之后还想用 vec for x in vec 是 into_iter，会搬走；用 for x in &vec。

工程实践

1. 热路径预估 capacity
2. 公共 API 返回切片/迭代器而不是强制 Vec 若只需读
3. 键类型稳定且哈希成本可控
4. 需要排序映射用 BTreeMap

本节总结

• Vec 管列表，HashMap 管关联
• 迭代方式决定是否 move
• entry API 处理占位插入

自测题

1. v.get(i) 与 v[i] 差别？
2. 为什么 HashMap 键常要拥有？

参考答案

1. get 返回 Option，[] 越界 panic。
2. map 需要在自己生命周期内持有键；也可用引用键但需生命周期。

延伸阅读与资料来源

资料	类型	支撑内容
The Book — Common Collections	官方书	Vec/String/HashMap
std::vec::Vec	标准库	Vec
std::collections::HashMap	标准库	HashMap