Rust HashSet：独特的数据结构 | 编程教程

简介

在本实验中，我们将探索 Rust 中 HashSet 数据结构的功能，它保证元素唯一，并能对集合执行并集、差集、交集和对称差集等操作。

注意：如果实验未指定文件名，你可以使用任何你想要的文件名。例如，你可以使用 main.rs，并通过 rustc main.rs &&./main 进行编译和运行。

Skills Graph

%%%%{init: {'theme':'neutral'}}%%%% flowchart RL rust(("Rust")) -.-> rust/FunctionsandClosuresGroup(["Functions and Closures"]) rust(("Rust")) -.-> rust/MemorySafetyandManagementGroup(["Memory Safety and Management"]) rust(("Rust")) -.-> rust/DataStructuresandEnumsGroup(["Data Structures and Enums"]) rust(("Rust")) -.-> rust/BasicConceptsGroup(["Basic Concepts"]) rust(("Rust")) -.-> rust/DataTypesGroup(["Data Types"]) rust(("Rust")) -.-> rust/AdvancedTopicsGroup(["Advanced Topics"]) rust/BasicConceptsGroup -.-> rust/variable_declarations("Variable Declarations") rust/BasicConceptsGroup -.-> rust/mutable_variables("Mutable Variables") rust/DataTypesGroup -.-> rust/integer_types("Integer Types") rust/DataTypesGroup -.-> rust/boolean_type("Boolean Type") rust/FunctionsandClosuresGroup -.-> rust/function_syntax("Function Syntax") rust/FunctionsandClosuresGroup -.-> rust/expressions_statements("Expressions and Statements") rust/MemorySafetyandManagementGroup -.-> rust/lifetime_specifiers("Lifetime Specifiers") rust/DataStructuresandEnumsGroup -.-> rust/method_syntax("Method Syntax") rust/AdvancedTopicsGroup -.-> rust/operator_overloading("Traits for Operator Overloading") subgraph Lab Skills rust/variable_declarations -.-> lab-99262{{"探索 Rust 中的 HashSet 操作"}} rust/mutable_variables -.-> lab-99262{{"探索 Rust 中的 HashSet 操作"}} rust/integer_types -.-> lab-99262{{"探索 Rust 中的 HashSet 操作"}} rust/boolean_type -.-> lab-99262{{"探索 Rust 中的 HashSet 操作"}} rust/function_syntax -.-> lab-99262{{"探索 Rust 中的 HashSet 操作"}} rust/expressions_statements -.-> lab-99262{{"探索 Rust 中的 HashSet 操作"}} rust/lifetime_specifiers -.-> lab-99262{{"探索 Rust 中的 HashSet 操作"}} rust/method_syntax -.-> lab-99262{{"探索 Rust 中的 HashSet 操作"}} rust/operator_overloading -.-> lab-99262{{"探索 Rust 中的 HashSet 操作"}} end

HashSet

可以将 HashSet 看作是一个 HashMap，只不过我们只关心键（实际上，HashSet<T> 只是 HashMap<T, ()> 的一个包装器）。

“这有什么意义呢？”你可能会问，“我直接把键存储在 Vec 里不就行了。”

HashSet 的独特之处在于它能保证不会有重复的元素。这是任何集合类型都应满足的特性，HashSet 只是其中一种实现方式（另见：BTreeSet）。

如果你插入一个已经存在于 HashSet 中的值（即新值与现有值相等且它们具有相同的哈希值），那么新值会替换旧值。

当你不希望某个东西出现多个实例，或者想知道某个东西是否已经存在时，这就非常有用了。

但集合的功能不止于此。

集合有四种主要操作（以下所有调用都会返回一个迭代器）：

union：获取两个集合中的所有唯一元素。
difference：获取第一个集合中存在但第二个集合中不存在的所有元素。
intersection：获取仅同时存在于两个集合中的所有元素。
symmetric_difference：获取存在于其中一个集合但不同时存在于两个集合中的所有元素。

在下面的示例中尝试所有这些操作：

use std::collections::HashSet;

fn main() {
    let mut a: HashSet<i32> = vec![1i32, 2, 3].into_iter().collect();
    let mut b: HashSet<i32> = vec![2i32, 3, 4].into_iter().collect();

    assert!(a.insert(4));
    assert!(a.contains(&4));

    // 如果已经存在某个值，`HashSet::insert()` 会返回 false。
    assert!(b.insert(4), "值 4 已经在集合 B 中！");
    // FIXME ^ 注释掉这一行

    b.insert(5);

    // 如果集合的元素类型实现了 `Debug`，
    // 那么该集合也实现了 `Debug`。
    // 它通常会以 `[elem1, elem2,...]` 的格式打印其元素。
    println!("A: {:?}", a);
    println!("B: {:?}", b);

    // 以任意顺序打印 [1, 2, 3, 4, 5]
    println!("并集：{:?}", a.union(&b).collect::<Vec<&i32>>());

    // 这应该打印 [1]
    println!("差集：{:?}", a.difference(&b).collect::<Vec<&i32>>());

    // 以任意顺序打印 [2, 3, 4]
    println!("交集：{:?}", a.intersection(&b).collect::<Vec<&i32>>());

    // 打印 [1, 5]
    println!("对称差集：{:?}",
             a.symmetric_difference(&b).collect::<Vec<&i32>>());
}

（示例改编自文档。）

总结

恭喜你！你已经完成了 HashSet 实验。你可以在 LabEx 中练习更多实验来提升你的技能。