Rust 数据结构：HashMap

Rust 数据结构：HashMap

类型 HashMap<K， V> 使用散列函数存储 K 类型键到 V 类型值的映射。

创建一个新的哈希映射

HashMap::new()

创建空散列映射的一种方法是使用 new 和 insert 来添加元素。

    use std::collections::HashMap;

    let mut scores = HashMap::new();

    scores.insert(String::from("Blue"), 10);
    scores.insert(String::from("Yellow"), 50);

就像 vector 一样，哈希映射将它们的数据存储在堆上。它也是同构的：所有键必须具有相同的类型，所有值必须具有相同的类型。

将元组变成哈希表

use std::collections::HashMap;

let vec = vec![("k1", "v1"), ("k2", "v2")];
let map: HashMap<_, _> = vec.into_iter().collect();

访问哈希映射中的值

我们可以通过向 get 方法提供键值来从哈希映射中获取值。

    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");
    let score = scores.get(&team_name).copied().unwrap_or(0);

在这里，score将为 10。get 方法返回一个 Option<&V>，如果该键在哈希映射中没有值，get 将返回 None。这个程序通过调用 copied 来处理 Option，得到一个 Option<i32>，而不是一个 Option<&i32>，然后 unwrap_or 将 score 设置为 0，如果 scores 没有对应键的条目。

我们可以用 for 循环迭代哈希映射中的每个键值对：

    use std::collections::HashMap;

    let mut scores = HashMap::new();

    scores.insert(String::from("Blue"), 10);
    scores.insert(String::from("Yellow"), 50);

    for (key, value) in &scores {
        println!("{key}: {value}");
    }

哈希映射和所有权

对于实现 Copy trait 的类型，比如 i32，值被复制到哈希映射中。对于 String，这些值将被移动，哈希映射将成为这些值的所有者。

    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);
    // field_name and field_value are invalid at this point, try using them and
    // see what compiler error you get!

在调用 insert 将变量 field_name 和 field_value 移动到哈希映射之后，我们就不能使用它们了。

如果我们将值的引用插入到哈希映射中，这些值不会被移动到哈希映射中。引用所指向的值必须至少在哈希映射有效的时间内有效。

更新哈希映射

尽管键和值对的数量是可增长的，但每个唯一键一次只能有一个与之关联的值。

重写一个值

如果我们在哈希映射中插入一个键和一个值，然后用不同的值插入相同的键，那么与该键相关联的值将被替换。

    use std::collections::HashMap;

    let mut scores = HashMap::new();

    scores.insert(String::from("Blue"), 10);
    scores.insert(String::from("Blue"), 25);

    println!("{scores:?}");

仅当键不存在时才添加键和值

通常检查一个特定的键是否已经存在于哈希映射中并带有值，然后采取以下操作：如果键确实存在于哈希映射中，则现有的值应保持原样；如果键不存在，则插入它并为它插入一个值。

哈希映射为此有一个特殊的 API，称为 entry，它将您想要检查的键作为参数。entry 方法的返回值是一个名为 entry 的枚举，它表示一个可能存在也可能不存在的值。

    use std::collections::HashMap;

    let mut scores = HashMap::new();
    scores.insert(String::from("Blue"), 10);

    scores.entry(String::from("Yellow")).or_insert(50);
    scores.entry(String::from("Blue")).or_insert(50);

    println!("{scores:?}");

or_insert 方法被定义为：如果对应的键存在，则返回对该键值的可变引用，如果不存在，则将该参数作为该键的新值插入，并返回对新值的可变引用。这种技术比我们自己编写逻辑要干净得多，而且与借用检查器配合得更好。

基于旧值更新值

哈希映射的另一个常见用例是查找键的值，然后根据旧值更新它。

    use std::collections::HashMap;

    let text = "hello world wonderful world";

    let mut map = HashMap::new();

    for word in text.split_whitespace() {
        let count = map.entry(word).or_insert(0);
        *count += 1;
    }

    println!("{map:?}");

split_whitespace 方法返回一个迭代器，该迭代器覆盖文本中值的子片，这些子片由空格分隔。or_insert 方法返回一个对指定键值的可变引用（&mut V）。这里，我们将该可变引用存储在 count 变量中，因此为了对该值赋值，必须首先使用 * 解引用。可变引用在 for 循环结束时将超出作用域，因此所有这些更改都是安全的，并且是借用规则允许的。

散列函数

默认情况下，HashMap 使用名为 SipHash 的哈希函数，该函数可以抵抗涉及哈希表的拒绝服务（DoS）攻击。这不是最快的散列算法，但相对安全。

散列器是一种实现 BuildHasher trait 的类型，可以通过指定不同的哈希器来切换到另一个散列函数。