RUST 学习日记 第21课 ——迭代器(Iterator)
0x00 回顾与开篇
关于函数的学习暂时告一段落了，这节课来学习迭代器。前面在讲解for循环的时候，我们当时是通过索引去遍历每个元素，如果在遍历过程中不需要使用索引位置，推荐使用迭代器来遍历数据集合。
0x01 迭代器的定义
迭代器模式是将遍历数据集合的行为抽象为单独的迭代对象，在遍历集合时把集合中所有元素按顺序传递给处理逻辑。Iterator是一个trait。
trait Iterator {
type Item;
fn next(&mut self) -> Option<Self::Item>
// 其它方法
}
上面是一个简化的迭代器trait，Item是迭代器迭代过程中产生值的类型。next方法返回值是一个Option，如果返回Some(v)，则v表示迭代器的下一个值，如果返回None，则迭代器将会终止。我们可以通过集合的iter()方法得到Iterator，接收迭代器的变量必须是可变的。迭代器内的其它方法暂时忽略。trait将会在后续章节介绍。
示例代码如下：
let vec = vec![3,4,5];
let mut iter = vec.iter();
dbg!(iter.next());
dbg!(iter.next());
dbg!(iter.next());
dbg!(iter.next());
代码运行结果：
[src\main.rs:6] iter.next() = Some(
3,
)
[src\main.rs:7] iter.next() = Some(
4,
)
[src\main.rs:8] iter.next() = Some(
5,
)
[src\main.rs:9] iter.next() = None
0x02 迭代器与for循环
迭代器也可以配合for循环来使用。迭代器与for连用比较简单，直接上代码。
示例代码如下：
let vec_for = vec![1, 2, 3, 4, 5];
for i in vec_for.iter() {
print!("{} ", i);
}
代码运行结果：
1 2 3 4 5
0x03 迭代器与消费器
如果只使用迭代器，那基本是无意义的。因为它本身自己并不会去迭代，上面介绍了他可以与for循环连用，当然在Iterator trait中还定义了一些其它方法，叫做消费器。
sum——求和消费器
它可以去迭代器内的元素进行累加。示例代码如下：
let vec_consumer = vec![2, 4, 6, 8, 10];
let sum_result: i32 = vec_consumer.iter().sum();
dbg!(sum_result);
代码运行结果：
sum_result = 30
any——条件消费器
它可以判断迭代器内的元素是否存在满足某个条件的元素。返回值是布尔类型。示例代码如下：
let vec_consumer = vec![2, 4, 6, 8, 10];
let any_result = vec_consumer.iter().any(|x| *x % 2 != 0);
dbg!(any_result);
代码运行结果：
any_result = false
collect——收集消费器
它可以将迭代器转换成指定的容器类型。下面示例代码如下：
let collect_result: Vec<i32> = vec_consumer.iter().map(|x| x - 1).collect();
dbg!(collect_result);
代码运行结果：
collect_result = [
1,
3,
5,
7,
9,
]
上面的代码通过map方法，让每个元素调用闭包内的方法，最后再将元素收集起来，生成一个新的容器。map方法将在下面介绍。
0x04 迭代器与适配器
在Iterator trait中还有一系列方法叫做适配器，这些方法还支持链式调用。常见的适配器方法有map、take、filter、rev、zip等。下面是详细介绍。
map
map方法可以让每个元素调用闭包内的方法，最后再将元素收集起来，生成一个新的容器。常与collect方法连用。而在上面已经介绍过了，这里就不再赘述了。
take
生成一个仅迭代原迭代器中前n个元素的新迭代器。常用于变量指定数量元素的场景。生成的是一个Take结构体，包含了原迭代器和长度。有关结构体的知识下节会介绍。示例代码如下：
let vec_adapter = vec![1, 3, 5, 7, 9];
let take_result = vec_adapter.iter().take(3);
dbg!(take_result);
代码运行结果：
take_result = Take {
iter: Iter(
[
1,
3,
5,
7,
9,
],
),
n: 3,
}
filter
对迭代器中每个元素调用闭包生成一个过滤元素的新迭代器。闭包返回值一定是布尔类型。如果是true则当前元素放入迭代器内，反之当前元素将被忽略。最后需要通过collect方法收集成新的迭代器。示例代码如下：
let filter_result: Vec<i32> = vec_adapter.iter().map(|x| *x + 2).filter(|x| *x % 3 == 0).collect();
dbg!(filter_result);
代码运行结果:
filter_result = [
3,
9,
]
rev
将迭代器逆转后生成新的迭代器。返回值是Rev结构体，当遍历该结构体时会从后往前遍历。示例代码如下：
let rev_result = vec_adapter.iter().rev();
dbg!(&rev_result);
for i in rev_result {
print!("{} ", i);
}
代码运行结果：
&rev_result = Rev {
iter: Iter(
[
1,
3,
5,
7,
9,
],
),
}
9 7 5 3 1
zip
将两个迭代器压缩成一个新的迭代器。实际上是将将两个迭代器同时迭代并返回一个元组，第一个元素来自第一个迭代器，第二个元素来自第二个迭代器。示例代码如下：
let vec1 = vec![3, 5, 7];
let vec2 = vec![2, 4, 6];
let vec_zip: Vec<i32> = vec1.iter().zip(vec2.iter()).map(|x| { x.0 + x.1 }).collect();
dbg!(vec_zip);
代码运行结果：
vec_zip = [
5,
9,
13,
]
PS:如果两个迭代器在迭代过程中存在一个迭代器返回None类型，则适配器zip将会返回None。
0x04 小结
本节讲了一些迭代器的基础用法，常用的迭代器方法一般也就是any、map、filter、collect。有关迭代器的内容其实还有很多，本节课仅仅是简单介绍了下迭代器。关于迭代器更高级的用法我将在进阶章节里继续讲解。
0x04 本节源码
021 · StudyRust - 码云 - 开源中国 (gitee.com)
下节预告—— 结构体。
