Collection 可包含多個值。跟內建的 array 與 tuple 不同，collection 是儲存在 heap，資料的大小可隨時異動。以下討論三個最常用的 collection
- vector: 可逐項儲存數量可變的值
- string: 是 char 的集合，也就是先前用過的 String
- hash map: key - value pair。這是 map 的一種特殊實作的版本。
std library 提供的其他 collection 的文件
Storing Lists of Values with Vectors
vector 可儲存多個值，在記憶體中是一個接著一個排列。只能儲存相同類別的值。例如，適合儲存文件的逐行文字資料，或是購物車裡的商品價格。
建立新的 Vector
注意要加上 <i32> 資料類別，因為 compiler 無法判斷沒有任何值的 Vector 的資料型別。
let v: Vec<i32> = Vec::new();vec! 是 Macro，因為已經有初始的值，compiler 就能推測出 v 的類別是 Vec<i32>
let v = vec![1, 2, 3];更新 Vector
要能改變 v，必須宣告為 mut 可變
let mut v = Vec::new();
v.push(5);
v.push(6);
v.push(7);
v.push(8);Dropping a Vector Drops Its Elements
當 vector 離開 scope 被丟棄時，裡面的內容也會被丟棄。
{
let v = vec![1, 2, 3, 4];
// 使用 v
} // v 離開 scope 並被丟棄讀取 Vector 的 elements
用 index 或是 get method，index 的結果是 reference，get method 回傳的結果是 Option<&T>。
let v = vec![1, 2, 3, 4, 5];
// &v[2] 透過 index 取得第三個資料
let third: &i32 = &v[2];
println!("The third element is {}", third);
// 用 get method
match v.get(2) {
Some(third) => println!("The third element is {}", third),
None => println!("There is no third element."),
}如果要取得超過長度的 index，就會在執行時發生 error，這部分錯誤無法在編譯時被發現。而 get 並不會 crash，而是回傳 None。
let v = vec![1, 2, 3, 4, 5];
// thread 'main' panicked at 'index out of bounds: the len is 5 but the index is 100'
let does_not_exist = &v[100];
// None
let does_not_exist = v.get(100);當程式獲得一個有效的 reference，borrow checker 會處理 ownership 及 borrowing rules 確保 vector 的引用永遠有效。ex: 因為在相同作用域中同時存在可變和不可變引用的規則，無法在獲得了 vector 的第一個元素的不可變引用後，嘗試在 vector 末尾增加一個元素。
let mut v = vec![1, 2, 3, 4, 5];
let first = &v[0];
v.push(6);
println!("The first element is: {}", first);編譯時會發生錯誤
error[E0502]: cannot borrow `v` as mutable because it is also borrowed as immutable在 vector 的結尾增加新元素時，可能發生沒有足夠空間將所有所有元素依次相鄰存放，這時候會分配新記憶體並將舊的元素複製到新的空間中。這時，第一個元素的引用就指向了被釋放的記憶體。借用規則會阻止程式陷入這種狀況。
Iterating over the Values in a Vector
用 for
let v = vec![100, 32, 57];
for i in &v {
println!("{}", i);
}
// 也可以取得可變引用，然後修改裡面的值
let mut v = vec![100, 32, 57];
for i in &mut v {
*i += 50;
}Using an Enum to Store Multiple Types
當需要在 vector 儲存不同類別的資料時，可以使用 enum。vector 裡面儲存的類別，就是相同的 enum
enum SpreadsheetCell {
Int(i32),
Float(f64),
Text(String),
}
let row = vec![
SpreadsheetCell::Int(3),
SpreadsheetCell::Text(String::from("blue")),
SpreadsheetCell::Float(10.12),
];但如果一開始無法知道要儲存到 vector 的所有類別，就無法使用 enum，要改用 chap17 的 trait。
Storing UTF-8 Encoded Text with Strings
通常在 String 會遇到三個問題：rust 會確保找出所有可能的錯誤、String 資料結構比想像中複雜、UTF-8。
String 本身就是 collection of bytes，再外加一些 method 讓 bytes 可用 text 解譯。接下來會討論 String 跟其他 collections 的相異處，例如：因為人類跟機器解讀 String 方法不同，造成String 的 indexing 比較複雜。
What is a String?
rust 在核心中只有一種 string type: string slice str，通常會以引用的方式出現 &str。chap4 有討論過 string slices 就是 references 到某些存在別處的 UTF-8 encoded string data。例如 String literal，就是存在程式的 binary 中，因此也是 string slices。
rust std library 提供的 String type 是 growable, mutable, owned, UTF-8 encoded string type。當 Rustacean 談到 rust 的 "string" 時，通常是同時代表 String 以及 string slice &str 這兩個。雖然大部分都是關於 String，這兩個類別在 std 都被廣泛使用，同時他們都是 UTF-8 encoded。
std library 還有其他 string 類別，例如：OsString, OsStr, CString, CStr。還有其他 libray crate 提供更多 string。類別是以 String 或是 Str 結尾， 對應到 owned 及 borrowed variants。
Creating new String
// 建立新的 String
let mut s = String::new();
let data = "initial contents";
// to_string 可用在任何實現了 Display trait 的類別
let s = data.to_string();
// 用 string literal 的 to_string 產生 String
let s = "initial contents".to_string();
// 用 String::from 產生 String
let s = String::from("initial contents");
// 可以儲存 UTF-8 的字串
let hello = String::from("السلام عليكم");
let hello = String::from("Dobrý den");
let hello = String::from("Hello");
let hello = String::from("שָׁלוֹם");
let hello = String::from("नमस्ते");
let hello = String::from("こんにちは");
let hello = String::from("안녕하세요");
let hello = String::from("你好");
let hello = String::from("Olá");
let hello = String::from("Здравствуйте");
let hello = String::from("Hola");Updating a String
可使用 push_str, push 增加 string 內容
// push_str 增加 string slice，但 push_str 不需要獲得該 string 的 ownership
let mut s = String::from("foo");
s.push_str("bar");
// 如果 push_str 獲取了 s2 的 ownership，就會無法列印資料
let mut s1 = String::from("foo");
let s2 = "bar";
s1.push_str(s2);
println!("s2 is {}", s2);
// 用 push 增加 char
let mut s = String::from("lo");
s.push('l');使用 + 或 format! 連接字串
let s1 = String::from("Hello, ");
let s2 = String::from("world!");
let s3 = s1 + &s2; // 注意 s1 被移動了，不能繼續使用， s2 還可以繼續使用
// + 的 函數定義類似這樣
// fn add(self, s: &str) -> String {
// &s2 是引用, add 只能將 String 及 &s 相加，不能將兩個 String 相加
// 上面的 s2 會由 String 強制轉型 coerced 為 &str
let s1 = String::from("tic");
let s2 = String::from("tac");
let s3 = String::from("toe");
//let s = s1 + "-" + &s2 + "-" + &s3;
// 可改用 format!，跟 println! 類似，且不會獲取 s2, s3 的 ownership
let s = format!("{}-{}-{}", s1, s2, s3);
println!("{}, {}, {}", s, s2, s3);Indexing into Strings
如果用 index 語法取得 String 的一部分會發生錯誤，也就是說 rust 的 string 不支援 indexing
let s1 = String::from("hello");
let h = s1[0];編譯錯誤
error[E0277]: the type `std::string::String` cannot be indexed by `{integer}`
--> src/main.rs:5:13
|
5 | let h = s1[0];
| ^^^^^ `std::string::String` cannot be indexed by `{integer}`
|
= help: the trait `std::ops::Index<{integer}>` is not implemented for `std::string::String`String 的實作方法
String 是一個 Vec<u8> 的封裝
let len1 = String::from("Hola").len();
// len 為 4
let len2 = String::from("Здравствуйте").len();
// len 為 24 不是 12，因為 unicode 每個字元需要 2 bytes
println!("{}, {}", len1, len2);因此 char 的 index 並不一定能對應到有效的 unicode。
假設 rust 可以這樣寫
let hello = "Здравствуйте";
let answer = &hello[0];З 的第一個byte 為 208, 第二個是 151， answer 應該為 208，但 208 不是一個正常的 unicode。為了避免發生這樣的問題，rust 直接拒絕這樣的寫法，而是給我們編譯錯誤的訊息。
Bytes and Scalar Values and Grapheme Clusters
rust 有三種方式理解 string: bytes, scalar values, grapheme clusters (字形集合)
例如 印度語單詞 “नमस्ते” 存在 Vector 為
[224, 164, 168, 224, 164, 174, 224, 164, 184, 224, 165, 141, 224, 164, 164,
224, 165, 135]有 18 bytes，但從 unicode 來說，應該要是
['न', 'म', 'स', '्', 'त', 'े']但第四與第六都不是字母，以 grapheme cluster 方式理解，應該為
["न", "म", "स्", "ते"]另外因為 String 透過 index 取得 slice 的時間預期為 O(1)，但 String 每次都必須要從開頭開始，無法確保O(1) 這樣的效能。
因此 rust 的 string 不支援 indexing
Slicing Strings
這是可能會造成程式 crash 的 method。可以用 [] 及 range 取得 string slice
let hello = "Здравствуйте";
// 這些字元都是 2 bytes
// s 將會是 “Зд”
let s = &hello[0..4];
// 如果獲取 &hello[0..1] ，會造成程式 panic
let s2 = &hello[0..1];thread 'main' panicked at 'byte index 1 is not a char boundary; it is inside 'З' (bytes 0..2) of `Здравствуйте`', src/libcore/str/mod.rs:2027:5Iterating over Strings
for c in "नमस्ते".chars() {
println!("{}", c);
}न
म
स
्
त
े也可以轉換為 bytes
for b in "नमस्ते".bytes() {
println!("{}", b);
}Storing Keys with Associated Values in Hash Maps
HashMap<K, V> 透過 hashing function 決定如何將 key, value 放入 memory
Creating a New Hash Map
// HashMap 沒有倍 prelude 自動引用
use std::collections::HashMap;
// 類似 vector，HashMap 的 key 為 String, value 為 i32
let mut scores = HashMap::new();
scores.insert(String::from("Blue"), 10);
scores.insert(String::from("Yellow"), 50);
// 也可以用 vector 的 collect 產生 Hash Map
let teams = vec![String::from("Blue"), String::from("Yellow")];
let initial_scores = vec![10, 50];
// 先透過 zip 產生 tuple 的 vector，再呼叫 collect
let scores: HashMap<_, _> = teams.iter().zip(initial_scores.iter()).collect();
println!("{:?}", scores);
// {"Yellow": 50, "Blue": 10}Hash Maps and Ownership
對於像 i32 實現 Copy trait 的類別，值可以複製到 Hash Map，但對於 String 有 ownership 的值，其值會因為 move 而轉職給 Hash Map
use std::collections::HashMap;
let field_name = String::from("Favorite color");
let field_value = String::from("Blue");
let mut map = HashMap::new();
map.insert(field_name, field_value);
// 這裡 field_name 和 field_value 不再有效，不能再使用如果是用 reference，這些引用指向的值，雖 ownership 不會移動給 Hash Map，但必須在 map 有效時同樣有效。
存取 Hash Map 的 Values
use std::collections::HashMap;
let mut scores = HashMap::new();
scores.insert(String::from("Blue"), 10);
scores.insert(String::from("Yellow"), 50);
let team_name = String::from("Blue");
// get 會回傳 Option<V>，如果不存在會回傳 None
let score = scores.get(&team_name);
println!("{:?}", score);
// Some(10)
// use std::collections::HashMap;
let mut scores = HashMap::new();
scores.insert(String::from("Blue"), 10);
scores.insert(String::from("Yellow"), 50);
// 用 for iterate Hash Map
for (key, value) in &scores {
println!("{}: {}", key, value);
}
//Yellow: 50
//Blue: 10更新 Hash Map
覆蓋舊的 value: insert
use std::collections::HashMap;
let mut scores = HashMap::new();
scores.insert(String::from("Blue"), 10);
scores.insert(String::from("Blue"), 25);
println!("{:?}", scores);
// {"Blue": 25}只在沒有 value 時 insert: entry
use std::collections::HashMap;
let mut scores = HashMap::new();
scores.insert(String::from("Blue"), 10);
scores.entry(String::from("Yellow")).or_insert(50);
// 不會改成 50
scores.entry(String::from("Blue")).or_insert(50);
println!("{:?}", scores);
// {"Yellow": 50, "Blue": 10}根據舊的值，更新新值
例如記錄某個單詞出現幾次
use std::collections::HashMap;
let text = "hello world wonderful world";
let mut map = HashMap::new();
// or_insert 會回傳 &mut V，可變引用
for word in text.split_whitespace() {
let count = map.entry(word).or_insert(0);
*count += 1;
}
println!("{:?}", map);
// {"wonderful": 1, "hello": 1, "world": 2}Hashing Functions
HashMap 預設使用 "cryptographically strong" hashing function，可防止 Denial of Service (DoS) 攻擊。這不是最快的演算法，但犧牲性能提高安全性。可利用 hasher 切換使用其他 hashing function。hasher 是實作 BuildHasher trait 的類別。crates.io 可找到其他常用的 hasher hashing function。
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