Rust 切片

切片是对连续序列一段的借用视图：&[T] / &mut [T] / &str，不拥有数据但提供安全边界访问。

#concept #growing #dev #rust

[!info] related notes

所属 MOC：所有权与类型 · 学习路线

前置概念：借用与引用、所有权

后续概念：字符串、Vec 与 HashMap

容易混淆：数组、String

Rust 切片

这个概念为什么出现

经常只想操作集合的一部分：

文件名中的扩展名
报文头几个字节
数组中的窗口

若每次都 copy 或转移整个所有权，成本高且别扭。切片提供胖指针式的借用视图（指针 + 长度）。

[!abstract] 一句话理解切片 &[T]（及 &mut [T]、&str）借用一段连续元素并携带长度，在不拥有底层数据的前提下做安全、可索引的窗口访问。

最小可运行示例

场景：日志管道截取“首个空白前的 token”作为请求 ID

接入网关日志行：req-9f3a user=42 path=/pay。
需要只读取出第一个 token，而不修改/夺走整行 String。

// 业务意图：从日志行解析首 token 作为 request_id。
// 教学点：字符串切片 &str；切片是借用；返回的 &str 生命周期绑定输入。

fn first_token(line: &str) -> &str {
    // 找到第一个 Unicode 空白；返回的是字节偏移，且位于字符边界
    match line.find(char::is_whitespace) {
        Some(i) => &line[..i], // 切片：半开区间 [0, i)
        None => line,
    }
}

fn main() {
    let line = String::from("req-9f3a user=42 path=/pay");
    let req_id = first_token(&line);
    println!("request_id={req_id}");
    // line 仍可用：只是被借用
    println!("raw_len={}", line.len());
}

建议运行：

cargo run

期望输出：

request_id=req-9f3a
raw_len=26

first_token 截取首个空白之前的内容：空串或以空白开头时返回空串，不会跳过前导空白。str::len() 是 UTF-8 字节数。

结合场景再看三个关注点

此函数返回输入的子切片，不能指向函数内临时 String；其他函数也可返回静态字符串，并非所有 &str 都必须来自参数。
UTF-8 边界：字节索引必须落在字符边界，否则 panic。
数组也可切：let a = [1,2,3,4]; let w = &a[1..3];

核心概念与准确模型

类型

类型	含义
`[T]`	动态大小的切片类型本身（DST，少直接写）
`&[T]`	共享切片引用
`&mut [T]`	可变切片引用
`&str`	字符串切片（合法 UTF-8）

语法

&data[start..end]   // 半开
&data[start..=end]  // 闭
&data[..end]
&data[start..]
&data[..]

与数组 / Vec

数组 [T; N]、Vec<T> 可被借用为切片
函数参数写 &[T] 可同时接受数组/Vec/切片

设计动机

统一“连续序列视图”的 API
零拷贝解析与窗口算法
与借用检查器协作，避免悬垂子视图

边界情况与反直觉行为

字符串不能按“第 n 个字符”廉价随机切而不考虑 UTF-8
越界或非 UTF-8 边界的字符串索引切片会 panic；用 get(range) 可返回 None，普通数组切片只要求元素索引边界
可变切片拆分（split_at_mut）允许无重叠的两个 &mut [T]

常见误区

[!warning] 常见误区：把切片当成拥有数据的小 Vec 错误理解：切片自己有堆。
正确模型：这里的切片引用不拥有底层数据；[T] 是动态大小类型，也能由 Box<[T]> 拥有，不要混淆类型本身与 & 引用。

工程实践

库函数输入优先 &[T] / &str
需要拥有再用 to_vec() / to_string()
二进制协议解析大量使用切片窗口

本节总结

切片 = 借用 + 长度的连续视图
&str 是字符串切片
索引要注意边界与 UTF-8

自测题

为什么 fn f() -> &str { let s = String::from("a"); &s } 非法？
&[u8] 与 &str 有何关系？

参考答案

返回引用指向即将 drop 的局部。
&str 保证 UTF-8；&[u8] 是任意字节切片。

延伸阅读与资料来源

资料	类型	支撑内容
The Book — The Slice Type	官方书	切片
std::slice	标准库	API