【一起学Rust | 进阶篇 | Grid库】二维表数据结构——Grid

文章目录

前言

Grid是个连续可增长的二维数据结构。这个 crate 的目的是提供一个比简单的

Vec<Vec<T>>

解决方案更快、使用更少的内存并且更容易使用的通用的数据结构。

Grid就像C语言风格的二维数组一样使用，拥有连续的存储内存。

注意

Grid采用

行优先

的方式进行内存布局，因此使用

grid.push_row()

要比

grid.push_col()

快得多。

一、Grid安装和引入

在

Cargo.toml

文件中引入

[dependencies]
grid = { version = "*", default-features = false }

然后运行build命令，就会自动下载好Grid库，如果你是按照我前面的文章搭建的开发环境，那么只要你在

Cargo.toml

文件中引入了就会自动导入

cargo build

二、使用

安装好以后，学习的时候先运行官方案例

1. 运行官方案例

首先是引入grid

usegrid::*;

创建一个二位表数组

letmut grid =grid![[1,2,3][4,5,6]];

这行代码使用了一个宏

grid!

，他就等同于

letmut grid =Grid::from_vec(vec![1,2,3,4,5,6],3)

现在来判断一下二者是否相同，如果真的二者相等，那么会正常编译通过

assert_eq!(grid,Grid::from_vec(vec![1,2,3,4,5,6],3));

判断表(0，2)是否等于3

下表都是从0开始的，所以这个意思就是第1行，第三列

assert_eq!(grid.get(0,2),Some(&3));

判断表（1，1）是否等于5

第二行 第二列

assert_eq!(grid[1][1],5);

判断表的大小是否等于（2，3）

2行 3列

assert_eq!(grid.size(),(2,3));

插入一行数组

grid.push_row(vec![7,8,9]);

判断新数组是否与

grid![[1,2,3][4,5,6][7,8,9]]

相等

assert_eq!(grid,grid![[1,2,3][4,5,6][7,8,9]])

官方提供的案例完整代码如下

usegrid::*;letmut grid =grid![[1,2,3][4,5,6]];assert_eq!(grid,Grid::from_vec(vec![1,2,3,4,5,6],3));assert_eq!(grid.get(0,2),Some(&3));assert_eq!(grid[1][1],5);assert_eq!(grid.size(),(2,3));
grid.push_row(vec![7,8,9]);assert_eq!(grid,grid![[1,2,3][4,5,6][7,8,9]])

2. Grid宏

grid宏是用来初始化一个grid二维数组的，它的用法在案例中就有体现

let grid =grid![[1,2,3][4,5,6][7,8,9]];

3. new

用来构建一个，m行，n列的二维表，需要传入行数和列数，

let grid :Grid<u8>=Grid::new(2,2);

4. init

使用指定的元素来初始化一个二维表，下面代码初始化了一个2行2列的二维表，初始化后，每个元素为5

let grid :Grid<u8>=Grid::init(2,2,5);

5. from_vec

从给定向量创建二维表，

向量长度必须是列数的倍数

let grid =Grid::from_vec(vec![1,2,3,4,5,6],3);

如果不是列数的倍数就会

报错

，就像下面这样

let grid = Grid::from_vec(vec![1,2,3,4,5], 3);

6. get

访问表中的某个元素。如果尝试访问超出表边界的元素，则返回 None。

7. get_mut

对表中某个元素的可变访问。如果尝试访问超出表边界的元素，则返回 None。

8. size

以两个元素元组的形式返回表的大小。第一个元素是行数，第二个元素是列数。

9. rows

返回表的行数。

10. cols

返回表的列数。

11. is_empty

如果表不包含任何元素，则返回 true。例如：

usegrid::*;let grid :Grid<u8>=grid![];assert!(grid.is_empty());

12. clear

清空二维表

13. iter

返回整个表的迭代器，从第一行和第一列开始。

usegrid::*;let grid:Grid<u8>=grid![[1,2][3,4]];letmut iter = grid.iter();assert_eq!(iter.next(),Some(&1));assert_eq!(iter.next(),Some(&2));assert_eq!(iter.next(),Some(&3));assert_eq!(iter.next(),Some(&4));assert_eq!(iter.next(),None);

14. iter_mut

返回允许修改每个值的整个表的可变迭代器。

usegrid::*;letmut grid:Grid<u8>=grid![[1,2][3,4]];letmut iter = grid.iter_mut();let next = iter.next();assert_eq!(next,Some(&mut1));*next.unwrap()=10;

15. iter_col

返回列上的迭代器。

usegrid::*;let grid:Grid<u8>=grid![[1,2,3][3,4,5]];letmut col_iter = grid.iter_col(1);assert_eq!(col_iter.next(),Some(&2));assert_eq!(col_iter.next(),Some(&4));assert_eq!(col_iter.next(),None);

如果 col 索引超出范围，则会出现panic。

16. iter_col_mut

返回列上的可变迭代器。

usegrid::*;letmut grid:Grid<u8>=grid![[1,2,3][3,4,5]];letmut col_iter = grid.iter_col_mut(1);let next = col_iter.next();assert_eq!(next,Some(&mut2));*next.unwrap()=10;assert_eq!(grid[0][1],10);

如果 col 索引超出范围，则会出现panic。

17. iter_row

返回一行的迭代器。

usegrid::*;let grid:Grid<u8>=grid![[1,2,3][3,4,5]];letmut col_iter = grid.iter_row(1);assert_eq!(col_iter.next(),Some(&3));assert_eq!(col_iter.next(),Some(&4));assert_eq!(col_iter.next(),Some(&5));assert_eq!(col_iter.next(),None);

如果行索引超出范围，则会出现panic。

18. iter_row_mut

在一行上返回一个可变迭代器。

usegrid::*;letmut grid:Grid<u8>=grid![[1,2,3][3,4,5]];letmut col_iter = grid.iter_row_mut(1);let next = col_iter.next();*next.unwrap()=10;assert_eq!(grid[1][0],10);

如果行索引超出范围，则会出现panic。

19. push_row

在表中添加一个新行。

usegrid::*;letmut grid:Grid<u8>=grid![[1,2,3][3,4,5]];let row =vec![6,7,8];
grid.push_row(row);assert_eq!(grid.rows(),3);assert_eq!(grid[2][0],6);assert_eq!(grid[2][1],7);assert_eq!(grid[2][2],8);

也可用于初始化一个空表：

usegrid::*;letmut grid:Grid<u8>=grid![];let row =vec![1,2,3];
grid.push_row(row);assert_eq!(grid.size(),(1,3));

20. push_col

在表中添加一个新列。

重要提示

： 请注意Grid使用行优先内存布局。因此，该push_col() 操作需要相当多的内存转移，并且与操作相比push_row()会显著变慢。

usegrid::*;letmut grid:Grid<u8>=grid![[1,2,3][3,4,5]];let col =vec![4,6];
grid.push_col(col);assert_eq!(grid.cols(),4);assert_eq!(grid[0][3],4);assert_eq!(grid[1][3],6);

也可用于初始化一个空表：

usegrid::*;letmut grid:Grid<u8>=grid![];let col =vec![1,2,3];
grid.push_col(col);assert_eq!(grid.size(),(3,1));

如果表不为空，且

col.len() != grid.rows()

则会出现panic

21. pop_row

从表中删除最后一行并将其返回，如果为空则返回 None。

usegrid::*;letmut grid =grid![[1,2,3][4,5,6]];assert_eq![grid.pop_row(),Some(vec![4,5,6])];assert_eq![grid.pop_row(),Some(vec![1,2,3])];assert_eq![grid.pop_row(),None];

22. pop_col

从表中删除最后一列并返回它，如果为空则返回 None。

请注意，此操作比pop_row()的要慢得多，因为Grid的内存布局是行优先的，并且删除一列需要大量的移动操作。

usegrid::*;letmut grid =grid![[1,2,3][4,5,6]];assert_eq![grid.pop_col(),Some(vec![3,6])];assert_eq![grid.pop_col(),Some(vec![2,5])];assert_eq![grid.pop_col(),Some(vec![1,4])];assert_eq![grid.pop_col(),None];

23. insert_row

在索引处插入新行并在向下移动所有行。

usegrid::*;letmut grid =grid![[1,2,3][4,5,6]];
grid.insert_row(1,vec![7,8,9]);assert_eq!(grid[0],[1,2,3]);assert_eq!(grid[1],[7,8,9]);assert_eq!(grid[2],[4,5,6]);assert_eq!(grid.size(),(3,3))

24. insert_col

在索引处插入一个新列。

注意

列的插入比行的插入要慢得多。这是因为grid数据结构的内存布局。

usegrid::*;letmut grid =grid![[1,2,3][4,5,6]];
grid.insert_col(1,vec![9,9]);assert_eq!(grid[0],[1,9,2,3]);assert_eq!(grid[1],[4,9,5,6]);assert_eq!(grid.size(),(2,4))

25. flatten

返回对表内部数据结构的引用。

grid使用行优先布局。在向量数据结构中，所有行都紧挨着放置。

usegrid::*;let grid =grid![[1,2,3][4,5,6]];let flat = grid.flatten();assert_eq!(flat,&vec![1,2,3,4,5,6]);

26. into_vec

将 self 转换为没有克隆或分配的向量。

27. transpose

转置表，使列成为新表中的行。

28. fill

通过克隆用元素填充表的值。

usegrid::*;letmut grid =grid![[1,2,3][4,5,6]];
grid.fill(7);assert_eq!(grid[0],[7,7,7]);assert_eq!(grid[1],[7,7,7]);

29. fill_with

用重复调用闭包返回的元素填充表。

usegrid::*;letmut grid =grid![[1,2,3][4,5,6]];
grid.fill_with(Default::default);assert_eq!(grid[0],[0,0,0]);assert_eq!(grid[1],[0,0,0]);

总结

本期学习了Rust中二维表的使用，包括

• 二维表的创建
• 增加行
• 增加列
• 填充
• 插入
• 弹出
• 迭代

等相关操作。

本文你可以用来学习Rust的二维表，也可以作为你学习Rust二维表的一个查询手册，需要用到时，随时查询，提高你编程的效率。